讨论
在本研究中,我们证实了腺病毒载体能够在体外细胞培养中将具有复制能力的HBV基因组转导入肝细胞,也能在载体试验中将HBV基因组转导入小鼠肝脏。转导进入细胞或小鼠体内的病毒基因组能够有效启动肝DNA病毒的复制,并且能够分泌感染性的病毒粒子。我们的试验结果显示:腺病毒基因组转移后,除了其它所有肝DNA病毒的复制中间产物之外,cccDNA是确定存在的。这表明在转导后的细胞中,HBV和DHBV的复制至少部分不依赖于载体传递的线性基因组,而是用他们天然的转录模板。病毒复制的时间进程和L蛋白对DHBV复制的调节与自然感染过程中所发现的非常相似。腺病毒载体介导的基因转移跨越种属障碍有效地启动HBV和DHBV复制,这为病毒复制及其在特征性试验动物体内的调节的研究提供了可行性。
进一步,腺病毒载体介导的HBV基因组的转移允许我们对不同种属来源的细胞支持HBV复制的能力进行研究,允许对病毒突变体的复制能力测定的研究,允许对病毒蛋白在病毒生活史中所起的调节作用进行研究。异种细胞在腺病毒介导的肝DNA病毒基因组转移后检测到cccDNA,使得我们能够研究肝DNA病毒复制循环中各种细胞分别支持哪个步骤,分析细胞的决定因素。在我们的构想中,HBV复制只能在HBV内源性启动子的操纵下启动。这允许了对病毒突变体的复制能力和定向敲除病毒调控蛋白的功能的研究。
在我们的研究中我们还提供证据表明,相对于DHBV来说,HBV的病毒包膜蛋白L和M蛋白不负责调节子代核衣壳的再次入核,因为HBV-L-基因组没有过度扩增cccDNA,而DHBV-L-基因组却有过度扩增cccDNA。这些资料与对HBV-L-转基因小鼠的研究观察到的结果一致,转基因小鼠中每个肝细胞所含cccDNA的量<0.1个分子(C.Kuhn与H.Schaller,未发表的资料)。我们进一步研究表明腺病毒载体介导的基因转移对HBV在人原代肝细胞中复制的启动,其效率至少与HBV病毒粒子感染后的效率一致(13,16,29,41)。
启动HBV复制的方法,包括给培养细胞转染克隆的肝DNA病毒(52),产生稳定转染的细胞(47)或者是建立转基因动物(18);杆状病毒介导的HBV基因转移入肝胚瘤细胞(8);以及直接注射或阳离子脂质体介导的裸病毒DNA的转移入动物肝脏(11,12,48,53,56)。然而,对大多数肝细胞系来说DNA转染对启动HBV复制不是很有效,并且在原代肝细胞培养中DNA转染对启动HBV复制是无效的。不能预言,每个细胞中是否被介导入高拷贝数的DNA分子。
腺病毒介导的基因转移有着其特有的优势。首先,更大范围的永生化细胞和原代细胞能够通过腺病毒载体进行基因转导,并且能够通过重组腺病毒载体的剂量控制转移基因的数量(42)。其次,在所有已知的基因传递载体中,腺病毒载体能最有效地转移外源性基因进入许多不同试验动物的肝脏(4,30)。进入肝脏后,它们主要感染肝细胞(22),HBV感染复制的天然场所。第三,使用腺病毒载体肝DNA病毒的复制由染色体外的模板启动,这与HBV自然感染相同。
腺病毒介导的基因转移与杆状病毒相比同样具有优势,最近我们的实验室也报道了杆状病毒也可以作为携带1.3倍全长的HBV基因组的载体来转移病毒进入培养的肝胚瘤细胞HepG2(8)。HBV复制的水平可以通过改变所用的重组病毒的数量来调节(8)。因此,可以比较本研究中用20efu/细胞的AdHBV感染细胞后释放的子代HBV的数量和用200PFU/细胞的HBV杆状病毒感染细胞后释放的子代HBV的数量(9)。与本研究发现的结果一致,在转染了线性的病毒基因组后建立自发的HBV复制。
然而,杆状病毒作为载体有其弱点。杆状病毒进入哺乳动物的肝细胞是通过非特异性的内涵体被摄入,而不是通过受体介导的模式(3,23)。与腺病毒直接比较,杆状病毒介导每个细胞多拷贝DNA的转导(23)。此外,杆状病毒介导的基因转移受到特定种属的限制,并且,最主要的是,传统的杆状病毒载体不适于介导基因转移到试验动物体内,因为杆状病毒会被体内的补体系统迅速灭活(24)。
另一方面,腺病毒载体能在体外培养的肝细胞和在体的动物试验中转导病毒基因(26)。在本研究中,我们首次证实了腺病毒载体适于建立HBV复制的小动物模型,并且HBV复制是由染色体外的HBV基因组启动的。小鼠可能是对各种分子水平和临床水平的HBV感染进行试验分析最有用的动物,因为小鼠容易饲养,并且容易从遗传上和免疫学上按需要进行限制,同时小鼠能够提供许多有用的遗传变异型。在目前可选用的小鼠模型中,AdHBV感染的小鼠可以更早更快地用来检测病毒变异体的复制能力及其与发病机理的关联性(11,18,38,40)。当然,建立的病毒长期复制和能够反复利用的模型,很可能被宿主针对腺病载体的免疫应答所限制(6,26)。此外,腺病毒载体对细胞代谢和细胞生长的影响以及腺病毒载体的细胞毒性作用可能限制了重组AdHBV对某些特定问题研究的应用。为了克服这些免疫反应,不一定用免疫抑制小鼠,免疫抑制小鼠在技术上要求较高,并且它们对于HBV感染的免疫学和发病机制的研究仅局限于有限的范围内。为了建立长期的HBV复制模型,我们可以利用腺病毒载体技术上的新进展(1),利用短期的免疫抑制试验方案(6)或者利用能够特别耐受腺病毒载体的试验动物来进行。
DISCUSSION
In this study, we demonstrate that adenovirus vectors allow the transduction of liver cells in cell culture and in livers of mice in vivo with replication-competent hepatitis B virus genomes, which efficiently initiate hepadnavirus replication and lead to secretion of infectious virions. We show that hepadnavirus cccDNA is established in addition to all other replicative intermediates following the adenovirus genome transfer. This indicates that HBV and DHBV replicate in transduced cells, at least in part independent from the transferred linear genome, using their natural transcription templates. The time course of viral replication and regulation of DHBV replication by the L protein were very similar to those observed in natural infection. The adenovirus-mediated genome transfer efficiently initiated HBV and DHBV replication across the species barrier and will allow studies of viral replication and its regulation in well-characterized experimental animals.
Furthermore, adenovirus-mediated transfer of hepatitis B virus genomes will allow us to study the ability of cells from various species to support HBV replication, to determine the replication competence of viral mutants, and to study the role of viral proteins in regulating the viral life cycle. The establishment of hepadnavirus cccDNA in heterologous cells following adenovirus genome transfer will enable us to study which step of the hepadnavirus replication cycle is supported by the respective cell and to analyze the cellular determinants. In the constructs used, HBV replication is initiated exclusively under control of the endogenous HBV promoters. This allows investigations of the replication competence of viral mutants and of the function of regulatory viral proteins by carefully directed knockouts.
Here we have provided evidence that in HBV, in contrast to DHBV (50), viral envelope proteins L and M are not responsible for regulation of nuclear reimport of progeny nucleocapsids, because HBV-L2 genomes did not overamplify cccDNA, whereas DHBV-L2 genomes did. These data are in accordance with observations in HBV-L2 transgenic mice which contained ,0.1 molecules of cccDNA per liver cell (C. Kuhn and H. Schaller, unpublished data). We further showed that HBV replication initiated in primary human hepatocytes by the adenovirus-mediated genome transfer was at least as efficient as that following infection with HBV virions (13, 16, 29, 41).
问题补充:文章比较长,我在1楼补充全了,希望大家帮帮忙,谢谢!
Methods to initiate hepatitis B virus replication include transfection of cloned hepadnavirus genomes into cultured cells (52), generation of stably transfected cells (47) or transgenic animals (18), baculovirus-mediated transfer of HBV genomes into hepatoma cells (8), and direct injection or cationic lipid-mediated transfer of naked viral DNA into the livers of animals (11, 12, 48, 53, 56). However, DNA transfection is not very efficient in most liver cell lines and inefficient in primary hepatocyte cultures. Unpredictable, high copy numbers of DNA molecules are introduced per cell.
Adenovirus-mediated genome transfer has distinct advantages. First, a broad range of immortalized and primary cells can be transduced using adenovirus vectors and the amount of transgene can be controlled by varying the dose of recombinant adenovirus (42). Second, of all known gene delivery vectors, adenovirus vectors most efficiently transfer foreign DNA into the livers of a broad variety of experimental animals (4, 30). In the liver, they predominantly infect hepatocytes (22), the site of HBV replication in natural infection. Third, using adenovirus vectors, hepadnavirus replication is initiated from an extrachromosomal template as in natural infection.
Adenovirus genome transfer also compares favorably to recombinant baculoviruses, which have recently been reported as an alternative to transfer the 1.3-fold-overlength HBV genomes developed in our laboratory into cultured hepatoblastoma HepG2 cells (8). The level of HBV replication was adjusted by varying the amount of the recombinant virus used (8). Thus, a comparable amount of progeny HBV was released following infection with 20 efu of AdHBV in our study as with 200 PFU of HBV baculovirus per cell (9). In accordance with our observations, autonomous HBV replication was established following the transfer of a linearized genome.
There are, however, certain disadvantages of baculoviruses as vectors. Baculoviruses enter mammalian liver cells by an unspecific endosomal uptake rather than by receptor-mediated means (3, 23). In direct comparison to adenoviruses, baculoviruses transduce multiple DNA copies per cell (23). In addition, baculovirus-mediated gene transfer is restricted to certain species (23) and—most importantly—conventional baculovirus vectors are not suitable for gene transfer into experimental animals in vivo because they are rapidly inactivated by the complement system (24).
Adenovirus vectors, on the other hand, efficiently transducer liver cells in culture and in vivo (26). In this study we provide first evidence that adenovirus vectors are suitable for the establishment of small-animal models in which HBV replication is initiated from extrachromosomal hepatitis B virus genomes. The mouse probably is the most useful animal for the experimental analysis of various molecular and clinical aspects of HBV infection because mice are easy to breed and to keep, are genetically and immunologically well defined, and provide many available genetic variants. In AdHBV-infected mice, testing of viral mutants for their replication competence and relevance for pathogenesis in vivo will be easier and faster than with the alternative mouse models available so far (11, 18, 38, 40). Establishment of long-term virus replication and repeated applications, however, will probably be limited by a host immune response towards the adenovirus vectors (6, 26). In addition, the effects of adenovirus vectors on cell metabolism and cell growth and their cytotoxicity might restrict the application of the recombinant AdHBV to certain questions. To overcome the immune response, one will not necessarily have to work with immunosuppressed mice, which is technically demanding and allows studies on immunology and pathogenesis of hepatitis B virus infection only to a limited extent. To establish long-term HBV replication, one could take advantage of new developments in adenovirus vector technology (1), of shortterm immunosuppression protocols (6) or of protocols specifically tolerizing the animals against the adenovirus vectors.
太狠了
才200分给这么长的一段
知不知道这要用多久啊
方法创始复制稳定地包括被克隆的hepadnavirus 染色体transfection 入被开化的细胞的乙型肝炎病毒(52), 世代的transfected 细胞(47) 或transgenic 动物(18), HBV 染色体baculovirus 斡旋的调动入hepatoma 细胞(8), 和直接射入或赤裸病毒DNA 负离子油脂斡旋的调动入动物(11, 12, 48, 53, 56 的) 肝脏。但是, DNA transfection 不是非常高效率在多数肝脏细胞线和无结果的在主要hepatocyte 文化。DNA 分子的变化莫测, 高拷贝数字被介绍每细胞。
腺病毒斡旋的染色体调动有分明好处。首先, 不朽的和原电池的一个宽广的范围可能transduced 使用腺病毒传染媒介并且相当数量transgene 可能由变化控制药量再组合腺病毒(42) 。其次, 所有已知的基因交付传染媒介, 腺病毒传染媒介最高效率地转移外国DNA 入各种各样的实验性动物(4, 30 的) 肝脏。在肝脏, 他们主要地传染hepatocytes (22), HBV 复制站点在自然传染。第三, 使用腺病毒传染媒介, hepadnavirus 复制被创始从一块extrachromosomal 模板和在自然传染。
腺病毒染色体调动与再组合baculoviruses 有利地并且比较, 最近被报告了当选择转移1.3 折叠overlength HBV 染色体被开发在我们的实验室成被开化的hepatoblastoma HepG2 细胞(8) 。HBV 复制的水平被变化调整了相当数量再组合病毒使用了(8) 。因而, 可比较的相当数量后裔HBV 被发布了跟随传染与20 AdHBV efu 在我们的研究中和与HBV baculovirus 200 PFU 每细胞(9) 。与我们的观察符合, 自治HBV 复制建立了跟随一条线性化的染色体的调动。
有, 然而, baculoviruses 某些不利作为传染媒介。Baculoviruses 输入哺乳动物的肝脏细胞由空泛的endosomal 举起而不是通过感受器官斡旋的手段(3, 23) 。在与腺病毒的直接比较, baculoviruses transduce 多个DNA 拷贝每细胞(23) 。另外, baculovirus 斡旋的基因调动被制约到某些种类(23) 和—最重要地—常规baculovirus 传染媒介不是适当的为基因调动入实验性动物in-vivo 因为他们由补全系统(24) 迅速地撤消。
腺病毒传染媒介, 另一方面, 高效率地变换装置肝脏细胞在文化和in-vivo (26) 。在这项研究中我们提供第一证据, 腺病毒传染媒介是适当的为的小动物模型创立HBV 复制被创始从extrachromosomal 乙型肝炎病毒染色体。老鼠大概是最有用的动物为对HBV 传染的各种各样的分子和临床方面的实验性分析因为老鼠容易养殖和保持, 基因上和免疫学上是井被定义, 和提供许多可利用的基因变形。在AdHBV 被传染的老鼠, 测试病毒突变体对于他们的复制能力和相关性为发病原理比以供选择的老鼠模型可利用in-vivo 将是容易和快速地到目前为止(11, 18, 38, 40) 。长期病毒复制的创立和重覆的应用,然而, 将由一个主人免疫反应大概限制往腺病毒传染媒介(6, 26) 。另外, 腺病毒传染媒介的作用在细胞新陈代谢和细胞成长和他们的cytotoxicity 也许对某些问题制约再组合AdHBV 的应用。克服免疫反应, 你不一定将必须运作与immunosuppressed 老鼠, 要求和技术上允许关于乙型肝炎病毒传染免疫学和发病原理的研究只在有限的程度上。建立长期HBV 复制, 你能利用新发展在腺病毒传染媒介技术(1), shortterm immunosuppression 协议(6) 或协议具体地tolerizing 动物反对腺病毒传染媒介。
讨论
在这项研究中,我们显示出,腺病毒传染媒介允许肝细胞的转导在细胞培养和在老鼠的肝脏体内以复制能干乙型肝炎病毒染色体,高效率地创始hepadnavirus复制和带领感染virions的分泌物。 我们表示, hepadnavirus cccDNA建立除跟随腺病毒染色体调动的其他replicative中间体之外。 这在被转换的细胞表明HBV和DHBV复制品,至少一部分独立与转移的线性染色体,使用他们的自然副本模板。 病毒复制时间DHBV复制的路线和章程由L蛋白质于在自然传染观察的那些是非常相似的。 腺病毒斡旋的染色体调动高效率地被创始的HBV和DHBV复制横跨种类障碍,并且在很好被描绘的实验动物将允许病毒复制和它的章程的研究。
此外, 乙型肝炎病毒染色体腺病毒斡旋的调动将允许我们学习细胞的能力从各种各样的种类支持HBV复制,确定病毒突变体复制能力和学习病毒蛋白质的角色在调控病毒生命周期。 hepadnavirus cccDNA的创立在跟随腺病毒染色体调动的异种细胞将使我们学习各自细胞支持hepadnavirus复制周期的哪步和分析多孔的定列式。 在使用的修建, HBV复制完全被创始在内在HBV促进者的控制之下。 这由仔细地被指挥的击倒允许病毒突变体复制能力的调查和管理病毒蛋白质的作用。我们这里提供在HBV,与DHBV的证据(50)对比,病毒信封蛋白质L和M不负责对章程核再进口后裔nucleocapsids,因为HBV-L2染色体没有overamplify cccDNA,而DHBV-L2染色体。 这数据是与观察符合在HBV-L2包含的transgenic老鼠, cccDNA 0.1分子每个肝细胞(C。 Kuhn和H。 Schaller,未出版的数据)。 我们进一步表示,在主要人的hepatocytes创始的HBV复制被腺病毒斡旋的染色体调动至少是一样高效率的象那跟随传染与HBV virions (13, 16, 29, 41)。
虽然我是学医学英语的,不过这个好长呀.