切换至 "中华医学电子期刊资源库"

中华实验和临床感染病杂志(电子版) ›› 2022, Vol. 16 ›› Issue (06) : 361 -365. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-1358.2022.06.001

综述

乙型肝炎病毒感染模型研究进展
李传举1, 刘林月1, 王美1, 李昕1, 韩祥辉1, 贾海永1,()   
  1. 1. 261053 潍坊市,潍坊医学院药学院
  • 收稿日期:2021-12-27 出版日期:2022-12-15
  • 通信作者: 贾海永
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(No. 81903468); 山东省自然科学博士基金(No. ZR2019BH068); 山东省医药卫生科技发展计划项目(No. 2018WS061)

Progress on models of hepatitis B virus infection

Chuanju Li1, Linyue Liu1, Mei Wang1, Xin Li1, Xianghui Han1, Haiyong Jia1,()   

  1. 1. School of Pharmacy, Weifang Medical University, Wei fang 261053, China
  • Received:2021-12-27 Published:2022-12-15
  • Corresponding author: Haiyong Jia
引用本文:

李传举, 刘林月, 王美, 李昕, 韩祥辉, 贾海永. 乙型肝炎病毒感染模型研究进展[J]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2022, 16(06): 361-365.

Chuanju Li, Linyue Liu, Mei Wang, Xin Li, Xianghui Han, Haiyong Jia. Progress on models of hepatitis B virus infection[J]. Chinese Journal of Experimental and Clinical Infectious Diseases(Electronic Edition), 2022, 16(06): 361-365.

乙型肝炎病毒(HBV)感染可引起乙型肝炎,进而可以进展为肝硬化、肝细胞癌等,严重危及人类健康。构建有效、稳定和简便的HBV感染模型有助于HBV病原学和感染机制的研究,为筛选出具有成药性的抑制剂并深入研究其机制,研究者们建立了不同的HBV体内外感染模型;但这些模型均存在一些问题,如感染效率低、培养成本高,有些动物模型还涉及伦理问题等。最突出的问题是这些模型均无法很好地模拟HBV自然感染人的过程。目前,随着抗HBV药物的不断研发,对其筛选模型的要求也随之提升,寻找更优良的筛选模型成为相关研究亟需解决的问题。本文对近十余年来HBV体外模型以及最新研究进展进行综述,旨在为以后建立更加理想的HBV模型提供参考。

Hepatitis B virus (HBV) infection can cause hepatitis B, and then can progress to liver cirrhosis, hepatic cellular cancer (HCC) and other diseases, which is a serious threat to human health. The establishment of effective, stable and simple HBV infection model is helpful to the study of HBV etiology and the mechanism of infection. In order to screen out drug-resistant inhibitors and furtherly study the mechanism, researchers have established different HBV infection models in vivo and in vitro. However, there are problems with all these models, such as low efficiency of infection, high cost of culture, some animal models will involve ethical issues, etc. The most prominent problem is that none of these models can well simulate the natural infection process of HBV. At present, with the research and development of anti-HBV drugs, the requirements for its screening model are also increasing, and finding a better screening model has become an urgent problem for related researchers to be solved. In this paper, HBV models in vitro and the latest research progress in the past decade were summarized, in order to provide reference for the establishment of ideal HBV models in the future.

表1 抗HBV药物筛选的细胞模型
细胞模型 优点 缺点 应用
HBV感染的细胞模型 成人原代肝细胞模型(PHH) 支持HBV的自然穿入和完整复制,与HBV自然感染过程相似 细胞生命周期短,来源有限,无法传代培养,不能观察到病毒复制的完整过程,肝细胞功能减弱,个体差异大 用于HBV早期感染阶段受体的研究
成人胚胎肝细胞模型(ESCs) 生物学特性与人体内肝细胞相似,支持HBV复制,可模拟HBV的体内感染过程,生存繁殖能力比PHH强 分化能力和来源有限,分化周期长,体外长期培养困难,且涉及到伦理问题 可用于HBV体外培养,多用于HBV感染的早期阶段研究
肝癌细胞模型 HepG2细胞系 体外能够稳定表达HBV 完整病毒颗粒不能感染该细胞株 用于研究HBV DNA结构与功能
HepaRG细胞系 对HBV易感,可经分化得到与PHH形态和功能相近的细胞 培养条件严格,培养分化周期长,感染效率低,操作繁琐且实验重复性差 用于药代、药毒及HBV吸附和进入宿主细胞的机制方面的研究
PLC/PRF/5细胞系 能稳定、持续和大量产生HBsAg 不产生HBeAg、HBcAg和HBV感染颗粒 用于抗HBV药物的筛选
HBV转染的细胞模型 转染HepG2细胞模型 HepG2.2.15细胞株 长期稳定分泌蛋白质,可长期培养 复制水平低,缺乏病毒自然感染过程,病毒产量少,培养条件要求高且生长缓慢 用于HBV感染体外研究和药物筛选
HepAD38细胞株 病毒产量高,细胞分化速度快,可调控表达 无法用于HBV早期感染过程的研究,并且需要四环素诱导启动HBV基因表达 可高通量筛选小分子化合物库
HBV-杆状病毒- HepG2细胞株 可表达多种蛋白 相关研究不成熟 用于抗病毒药物筛选
Ad-HBV 1.3-HepG2细胞株 支持cccDNA的形成,可进行完整的病毒复制 相关研究不成熟 可进行抗HBV药物的筛选
利用NTCP建立的细胞模型 可无限增值,培养周期短,操作方便,可反映HBV完整复制过程,弥补了其他模型缺陷 感染效率低,感染周期短,缺乏正常的先天免疫信号通路,需进一步优化 用于HBV的生命周期和影响HBV复制的宿主细胞因子的研究
转染Huh7细胞模型 可增加HBcAg的表达、HBV DNA的复制及HBV颗粒的分泌,适用于HBV高表达 相关研究不成熟 适用于HBV基因表达分析
其他转染细胞模型 适用于HBV高表达 相关研究不成熟 用于HBV转录调控的研究
[1]
李晓光,洪源,王琦, 等. B和C基因型乙型肝炎病毒对Huh7细胞全基因组表达模式的影响[J/CD]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版),2012,6(6):520-526.
[2]
贾海永. 新型杂环类乙肝病毒抑制剂的设计,合成及其活性研究[D]. 山东大学,2017.
[3]
Galle PR, Hagelstein J, Kommerell B, et al. In vitro experimental infection of primary human hepatocytes with hepatitis B virus[J]. Gastroenterology,1994,106(3):664-673.
[4]
Katsura N, Ikai I, Mitaka T, et al. Long-term culture of primary human hepatocytes with preservation of proliferative capacity and differentiated functions[J]. J Surg Res,2002,106(1):115-123.
[5]
Schulzebergkamen H, Untergasser A, Dax A, et al. Primary human hepatocytes--a valuable tool for investigation of apoptosis and hepatitis B virus infection[J]. J Hepatol,2003,38(6):736-744.
[6]
甘建,杨睿,雷程程, 等. 体外HBV感染的人肝癌Huh7细胞系中葡萄糖神经酰胺合成酶活性的变化[J]. 临床肝胆病杂志,2021,37(4):829-833.
[7]
胡平平,李军,朱传龙. 乙型肝炎病毒体外培养细胞模型研究进展[J]. 肝脏,2017,22(9):841-844.
[8]
Yan RQ, Su JJ, Huang DR, et al. Human hepatitis B virus and hepatocellular carcinoma. I. Experimental infection of tree shrews with hepatitis B virus[J]. Cancer Res Clin,1996,122(5):283-288.
[9]
Gripon P, Diot C, Thézé N, et al. Hepatitis B virus infection of adult human hepatocytes cultured in the presence of dimethyl sulfoxide[J]. Virol,1988,62(11):4136-4143.
[10]
Leite SB. Three-dimensional hepaRG model as an attractive tool for toxicity testing[J]. Toxicol Sci,2012,130(1):106-116.
[11]
Malinen MM, Palokangas H, Yliperttula M, et al. Peptide nanofiber hydrogel induces formation of bile canaliculi structures in three-dimensional hepatic cell culture[J]. Tissue Eng Pt A,2012,18(23-24): 2418.
[12]
Zhou M, Zhao F, Li J, et al. Long-term maintenance of human fetal hepatocytes and prolonged susceptibility to HBV infection by co-culture with non-parenchymal cells[J]. J Virol Methods,2014,195(1):185-193.
[13]
Bchini R, Capel F, Dauguet C, et al. In vitro infection of human hepatoma (HepG2) cells with hepatitis B virus[J]. J Virol,1990,64(6):3025-3032.
[14]
Mabit H, Dubanchet S, Capel F, et al. In vitro infection of human hepatoma cells (HepG2) with hepatitis B virus (HBV): spontaneous selection of a stable HBV surface antigen-producing HepG2 cell line containing integrated HBV DNA sequences[J]. J Gen Virol,1994,75(Pt 10):2681-2689.
[15]
Gripon P, Rumin S, Urban S, et al. Infection of a human hepatoma cell line by hepatitis B virus[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2002,99(24):15655-15660.
[16]
Marion MJ, Hantz O, Durantel DT, et al. The HepaRG cell line: biological properties and relevance as a tool for cell biology, drug metabolism, and virology studies[J]. Methods Mol Biol,2010,640:261-272.
[17]
杨炜峰,苗振川,宋希军, 等. HBV感染的动物模型研究进展[J]. 临床肝胆病杂志,2021,37(5):999-1005.
[18]
Alexander J, Bey E, Whitcutt JM, et al. Adaptation of cells derived from human malignant tumours to growth in vitro[J]. S Afr J Med Sci,1976,41(2):89-98.
[19]
毕延伟,杨小强,孙平楠, 等. HBV研究模型新进展[J]. 癌变·畸变·突变,2019,31(2):166-170.
[20]
Sells MA, Chen ML, Acs G. Production of hepatitis B virus particles in Hep G2 cells transfected with cloned hepatitis B virus DNA[J]. Proc Natl Acad Sci USA,1987,84(4):1005-1009.
[21]
韩建,王晓娟,刘鹏, 等. HepG2.2.15细胞模型功能的重新评价:分泌HBVDNA、cccDNA及血清学标志物的动态变化研究[J]. 中国病原生物学杂志,2013,8(5):385-388.
[22]
刘茂昌,王贵强,朴文花, 等. HBV cccDNA在2.2.15细胞表达的动态观察[J]. 中华实验和临床病毒学杂志,2005,19(4):391-394.
[23]
Ladner SK, Otto MJ, Barker CS, et al. Inducible expression of human hepatitis B virus (HBV) in stably transfected hepatoblastoma cells: A novel system for screening potential inhibitors of HBV replication[J]. Antimicrob Agents Ch,1997,41(8):1715-1720.
[24]
Ladner SK, Otto MJ, Barker CS, et al. Inducible expression of human hepatitis B virus (HBV) in stably transfected hepatoblastoma cells: a novel system for screening potential inhibitors of HBV replication[J]. Antimicrob Agents Chemother,1997,41(8):1715-1720.
[25]
徐桂利,高新,刘铮铸, 等. 乙肝病毒体内外感染模型研究进展[J]. 中国比较医学杂志,2016,26(9):93-98.
[26]
Levrero M, Pollicino T, Petersen J, et al. Control of cccDNA function in hepatitis B virus infection[J]. J Hepatol,2009,51(3):581-592.
[27]
Cai DW, Mills C, Yu WQ, et al. Identification of disubstituted sulfonamide compounds as specific inhibitors of hepatitis B virus covalently closed circular DNA formation[J]. Antimicrob Agents Ch,2012,56(8):4277-4288.
[28]
Delaney WT, Miller T, Hc. Use of the hepatitis B virus recombinant baculovirus-HepG2 system to study the effects of (-)-beta-2' 3'-dideoxy-3'-thiacytidine on replication of hepatitis B virus and accumulation of covalently closed circular DNA Antimicrob Agents[J]. Antimicrob Agents Chemother,1999,43(8):2017-2026.
[29]
周彬,梁敏锋,李伟东, 等. 应用腺病毒载体系统将HBV/C全基因组转导入HepG2细胞的方法学研究[J]. 南方医科大学学报,2008,28(10):1764-1767.
[30]
Yan H, Zhong G, Xu G, et al. Sodium taurocholate cotransporting polypeptide is a functional receptor for human hepatitis B and D virus[J]. Elife,2012,1:e00049.
[31]
Yan R, Zhang Y, Cai D, et al. Spinoculation enhances HBV infection in NTCP-reconstituted hepatocytes[J]. PLoS One, 2015,10(6):e0129889.
[32]
潘孝本,朱琳,高燕, 等. QSG-7701和HepG2细胞支持不同乙型肝炎病毒复制模式及其机制[J]. 中华肝脏病杂志,2007,15(2):83-87.
[33]
Zhang L, Zhang W, Shao C, et al. Establishment and characterization of a spontaneously immortalized trophoblast cell line (HPT-8) and its hepatitis B virus-expressing clone[J]. Hum Reprod,2011,26(8):2146-2156.
[34]
Wang RY, Shen CN, Lin MH, et al. Hepatocyte-like cells transdifferentiated from a pancreatic origin can support replication of hepatitis B virus[J]. J Virol,2005,79(20):13116-13128.
[1] 黄钰清, 武杜杜, 潘菲, 王俊康, 钟兆明, 黎檀实, 吕发勤. 掌上超声在枪弹伤致髂动脉破裂大出血建模中的应用研究[J]. 中华医学超声杂志(电子版), 2022, 19(10): 1112-1117.
[2] 王迎迎, 谢平. 乙型肝炎病毒感染合并肺结核患者发生肝损伤的危险因素及预测模型构建[J]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2023, 17(04): 267-273.
[3] 庄虔莹, 李丽, 王文静, 康晓迪, 王素萍. 乙型肝炎病毒对体外受精-胚胎移植患者妊娠结局的影响[J]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2022, 16(06): 426-430.
[4] 王俊文, 田原, 范子豪, 徐玲, 高耀, 曹亚玲, 潘桢桢, 张向颖, 宋岩, 任锋. 基于规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关蛋白技术检测乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA方法的建立[J]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2022, 16(05): 320-327.
[5] 曹秀贞, 易为, 王夫川, 杨秀梅. 乙型肝炎病毒感染孕妇替比夫定母婴阻断及其对婴儿乙肝疫苗免疫应答的影响[J]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2022, 16(03): 158-164.
[6] 邵世锋, 伍正彬, 段朝霞, 张良潮, 王耀丽, 李琦, 王建民. 山羊高原重度原发性肺冲击伤模型的建立[J]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2022, 15(05): 637-642.
[7] 陈淑钿, 梁韵, 廖媛, 王杨. 补体C3在HBV相关慢加急性肝衰竭患者预后评估中的价值[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2023, 12(05): 562-566.
[8] 孙克彦, 毛家玺, 刘业, 刘聪, 郭闻渊, 张磊, 滕飞. HBV相关性慢加急性肝衰竭等待肝移植患者血浆置换疗效影响因素[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2022, 11(03): 252-257.
[9] 汤永昌, 袁峰, 梁豪, 钟昭众, 熊志勇, 曹明波, 任昱朋, 李宇轩, 姚志成, 邓美海. HBx对HBV相关性肝癌增殖和迁移能力的影响及其机制[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2022, 11(02): 198-202.
[10] 李青霖, 宋仁杰, 周飞虎. 一种重型劳力性热射病相关急性肾损伤小鼠模型的建立与探讨[J]. 中华肾病研究电子杂志, 2023, 12(05): 265-270.
[11] 姜金玉, 张东蕾, 何伟. 蓝光照射氧化损伤模型在眼部疾病中应用的研究进展[J]. 中华眼科医学杂志(电子版), 2022, 12(03): 168-172.
[12] 路明, 杨博, 刘扬, 王慧, 洪文, 黄克林, 刘青. 肛门失禁大动物模型的建立[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2022, 16(04): 356-361.
[13] 郭俏丽, 胡慧. 人源性肿瘤异种移植模型在三阴性乳腺癌研究中的应用[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2021, 15(10): 790-793.
[14] 李世凯, 梁佳, 何艳艳, 于毅, 李天晓, 常金龙, 贺迎坤. 兔颈动脉粥样硬化性狭窄模型在介入治疗的应用进展[J]. 中华介入放射学电子杂志, 2023, 11(04): 357-362.
[15] 高飞, 李惠凯, 冯秀雪, 杜晨, 韩珂, 柴宁莉, 令狐恩强. 3%聚桂醇消融动物囊性肿瘤模型的有效性和安全性研究[J]. 中华胃肠内镜电子杂志, 2023, 10(01): 31-36.
阅读次数
全文


摘要