乙型肝炎病毒核心蛋白变构调节剂的研究进展

由于乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)的共价闭合环状DNA的持续存在和病毒介导的宿主免疫反应钝化,导致慢性乙型肝炎病毒感染很难治愈。现有的核苷(酸)类似物或聚乙二醇干扰素疗法难以实现高比率的HBV表面抗原清除。目前正在研发的核心蛋白变构调节剂有望大幅度降低血清表面抗原。本文就HBV核心蛋白的结构、功能以及核心蛋白变构调节剂的分类、应用前景等方面进行综述。     

基于滚环扩增的鸭乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA检测方法的建立

滚环扩增(RCA)是新近发展起来的一种能特异性扩增环形DNA的实验技术,自2008年以来被广泛用于HBV基因全长扩增及共价闭合环状DNA(cccDNA)耐药突变分析等研究。为了便于鸭乙型肝炎病毒(DHBV)cccDNA的分析,本研究建立了基于RCA的DHBV cccDNA的检测方法。通过针对DHBV高度保守序列设计的4对RCA硫化修饰引物,以血清DHBV DNA为阴性对照,从肝组织DHBV DNA标本中扩增得到DHBV cccDNA。然后用跨缺口引物扩增RCA产物测序替代限制性内切酶切分析进行DHBV cccDNA鉴定。应用该方法检测39份携带DHBV麻鸭肝组织与血清标本结果显示:全部肝组织标本均检出DHBV cccDNA,而全部血清标本则均无DHBV cccDNA检出,表明本研究建立的基于RCA的DHBV cccDNA检测法具有良好的特异性和灵敏性。该方法的建立为应用鸭乙型肝炎病毒动物模型研究cccDNA在病毒致病机制中的作用以及评价抗病毒疗效奠定了实验基础。     

利用乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA构建慢性乙型肝炎病毒感染的小鼠模型

目的通过水动力法注射乙型肝炎病毒(HBV)共价闭合环状DNA(cccDNA)构建C57BL/6小鼠慢性乙型肝炎病毒感染的模型。方法取29只C57BL/6小鼠,分为实验组、对照组和空白组,应用水动力法分别注射HBV cccDNA、pAAV-HBV1.2及等渗盐水,于注射后收集不同时间点的血清和肝组织。利用放射免疫法检测血清样本中乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)和乙型肝炎病毒e抗原(HBeAg);荧光定量PCR检测血清和肝组织中HBV DNA拷贝数;免疫组织化学法检测肝组织中HBsAg和乙型肝炎病毒核心抗原(HBc Ag)的表达;苏木精-伊红(HE)染色观察肝组织病理变化;使用SPSS 17.0对数据进行统计学分析。结果实验组HBsAg和HBeAg表达均呈现4个上升-下降曲线:HBsAg峰值分别出现在第3天、第3周、第7周和第9周;HBeAg峰值分别出现在第1天、第1周、第4周和第10周。对照组HBsAg和HBeAg表达分别呈现2个或3个明显的峰:HBsAg峰值分别出现在第3天和第8周;HBeAg峰值分别出现在第1天、第3周和第10周。空白组未检测出HBsAg和HBeAg。实验组HBV DNA拷贝数高于对照组的拷贝数(P<0.01);肝组织中HBV DNA拷贝数高于同期血清中的拷贝数(P<0.01);实验组和对照组的肝组织中均有HBsAg和HBc Ag的表达;实验组与对照组出现肝脏细胞炎症、肝细胞纤维化、肝细胞坏死等病理变化,而空白组正常。结论利用水动力法向C57BL/6小鼠体内转入HBV cccDNA,成功建立了慢性乙型肝炎病毒感染的小鼠模型,与对照组比较,新建立的小鼠乙肝模型具有更高的HBV表达,动物模型为研究乙型肝炎病毒HBV cccDNA的感染及其引起肝损伤的机制奠定了基础。     

应用微环DNA技术体外诱导和制备重组的乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA,cccDNA)是病毒慢性感染的分子基础。本课题组前期研究通过Cre/loxP介导的位点特异性DNA重组策略,在细胞核内由前体质粒诱导重组cccDNA(rcccDNA^loxP)产生,首次建立了HBV cccDNA的体外培养细胞和小鼠实验模型。本研究基于大肠埃希菌ZYCY10P3S2T PhiC31重组酶诱导表达系统,建立了一种体外诱导HBV rcccDNA(rcccDNA^attR)微环产生和纯化的策略。纯化的rcccDNA^attR微环具有超螺旋结构,细胞培养实验证实其能支持功能性的HBV复制和抗原表达。与普通的线性HBV复制子编码质粒相比,rcccDNA^attR尾静脉高压注射小鼠模型能诱导显著延长的病毒抗原血症。因此,本研究在原核表达系统和实验小鼠水平提供了一种更为简化的HBV cccDNA实验模型系统,并再次显示rcccDNA具有显著的稳定性,能作为一种基本策略在小鼠模型中诱导病毒持续感染。     

两种抽提乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA方法的效果比较

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)作为一种嗜肝DNA病毒,在感染肝细胞后会在细胞核中形成病毒转录复制的模板和基因储存库--共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA, cccDNA),其持续存在是乙型肝炎慢性化和难以治愈的核心,也是此研究领域内的重点。从细胞样品中稳定抽提获取cccDNA对于保证cccDNA检测的准确性至关重要。Hirt法是一种抽提真核细胞染色体外DNA的方法,被用于HBV cccDNA的抽提,但存在操作复杂和耗时长等问题。为简化操作,有研究对Hirt法进行改良,结合硅胶膜离心柱来抽提染色体外DNA,但尚不清楚该法用于HBV cccDNA抽提与传统Hirt法的效果差异。本研究基于HBV cccDNA细胞转染系统、HBV复制细胞系及感染系统,以DNA印迹(Southern blot)和定量聚合酶链式反应(quantitative polymerase chain reaction, qPCR)作为检测评价手段,平行比较了传统Hirt-酚/氯仿法与改良Hirt-过柱法抽提HBV cccDNA的效果。结果表明,两种方法具有相当的抽提效率和抽提特异性,而改良Hirt-过柱法耗时更短,提示在进行细胞HBV cccDNA抽提时可选择改良Hirt-过柱法以提高实验效率。     

CRL4在增殖的肝细胞系中上调乙型肝炎病毒抗原的分泌表达

乙型肝炎病毒（hepatitis B virus,HBV）编码的X蛋白（hepatitis B virus X protein,HBx）对HBV感染的起始和维持至关重要。HBx可能作为病毒来源的接头分子,介导Cullin-RING E3泛素连接酶4（cullin-RING ubiquitin E3 ligase 4,CRL4）复合物对染色体外DNA限制因子SMC5/6的降解。最近研究发现CRL4接头分子DNA损伤结合蛋白1（DNA damage-binding protein 1,DDB1）可不依赖与HBx的相互作用而直接上调病毒的表达和复制。本研究基于HBx基因删除（X-null）的HBV重组cccDNA（recombinant covalently closed circular DNA,rcccDNA）模型系统,在多种体外培养肝细胞系中证实上述发现。有意思的是,CRL4刺激rcccDNA^X-null转染细胞抗原分泌表达的效应能被血清饥饿实验抵消。应用尾静脉高压注射小鼠模型,同样发现CRL4并不上调rcccDNA^X-null在非增殖小鼠肝脏细胞中的表达。以上结果提示,细胞增殖特征与CRL4不依赖HBx上调病毒抗原表达的效应密切相关,有助于HBx生物学意义的准确分析和理解。     

DNA修复的表观遗传学调控

表观遗传学信息的改变是导致人类肿瘤形成的重要因素之一．基因组的稳定性经常会受到DNA损伤的威胁．然而,高度致密的染色质结构却极大地妨碍了DNA修复的进行．因此,真核生物细胞中必须有一个精确的机制来克服染色质这一天然的屏障．其中,组蛋白的共价修饰和ATP-依赖的染色质重塑通过改变染色质的结构,对DNA修复进程起着关键的调控作用．介绍了DNA修复过程中,发生在表观遗传学方面的主要调控过程,特别阐述了在DNA双链断裂损伤应答和修复过程中,组蛋白修饰和染色质重塑方面最新的研究进展,并对今后的发展方向进行了讨论．     

植物DNA甲基化及其表观遗传作用

表观遗传学(epigenetics)是研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达的改变。目前研究表明,表观遗传学在植物生长发育过程中起着极其重要的作用,主要通过包括DNA甲基化、RNA干涉、基因组印记、转基因沉默等多个方面来调控植物的生长发育。其中,DNA甲基化是表观遗传学的最重要研究内容之一,是调节基因组功能的重要手段。现对植物DNA甲基化的特征、维持机制、调控机制、表观遗传作用及其研究方法进行简要论述。     

Recent advances in the study of hepatitis B virus covalently closed circular DNA

Chronic hepatitis B infection is caused by hepatitis B virus (HBV) and a total cure is yet to be achieved. The viral covalently closed circular DNA (cccDNA) is the key to establish a persistent infection within hepatocytes. Current antiviral strategies have no effect on the pre-existing cccDNA reservoir. Therefore, the study of the molecular mechanism of cccDNA formation is becoming a major focus of HBV research. This review summarizes the current advances in cccDNA molecular biology and the latest studies on the elimination or inactivation of cccDNA, including three major areas: (1) epigenetic regulation of cccDNA by HBV X protein, (2) immune-mediated degradation, and (3) genome-editing nucleases. All these aspects provide clues on how to finally attain a cure for chronic hepatitis B infection.

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Concerted action of activation-induced cytidine deaminase and uracil-DNA glycosylase reduces covalently closed circular DNA of duck hepatitis B virus

Covalently closed circular DNA (cccDNA) forms a template for the replication of hepatitis B virus (HBV) and duck HBV (DHBV). Recent studies suggest that activation-induced cytidine deaminase (AID) functions in innate immunity, although its molecular mechanism of action remains unclear, particularly regarding HBV restriction. Here we demonstrated that overexpression of chicken AID caused hypermutation and reduction of DHBV cccDNA levels. Inhibition of uracil-DNA glycosylase (UNG) by UNG inhibitor protein (UGI) abolished AID-induced cccDNA reduction, suggesting that the AID/UNG pathway triggers the degradation of cccDNA via cytosine deamination and uracil excision.     

乙型肝炎病毒与细胞相互作用的研究进展

乙型肝炎病毒( HBV) 是一种类反转录( retroid) 病毒, 其DNA 基因组短小, 编码能力有限。但HBV 却能成功地在不同宿主个体中繁衍, 并在人群中广泛传播。本文着重对HBV 与宿主细胞关系的研究进展进行综述, 以利于阐明HBV 复制及其在宿主细胞内持续存在的特性。这些内容主要来自于本实验室的研究。文中讨论的HBV 与宿主之间的相互作用主要包括: 细胞伴侣分子在HBV 反转录起始和核衣壳组装中的作用,宿主通过调控核衣壳磷酸化对病毒衣壳成熟的调节以及与HBV 持续存在相关的核内附加体( episomal) 病毒DNA 的形成。     

Retention of helical structure of pBR322 covalently closed circular duplex DNA at high alkaline pH

Denaturation of covalently closed circular duplex replicative form (RF) I at high pH yields a form with high sedimentation coefficient even after neutralization. This form allowed less ethidium bromide to be intercalated but yielded a circular dichroic spectrum which had reduced magnitude of both positive circular dichroism at 273 nm and negative circular dichroism at 245 nm. The circular dichroic spectrum of this form is similar to that of RFV DNA. Gel electrophoretic analysis of this DNA revealed that, although part is retained in the groove, another part appeared as a faster-moving band, which we designated as RF I_d. This faster-moving form is cleaved by the restriction endonuclease BamHI at a single site giving a single RF III, comigrating with the RF III obtained from RF I by BamHI cleavage. This signifies that the two strands of RF I did not slide over one another during the formation of RF I_d as suggested previously.     

A procedure for the quantitation of relaxed closed circular DNA in the presence of superhelical DNA: an improved fluorometric assay for nicking-closing enzyme.

The procedure described here takes advantage of the recently discovered single-strand-specific endonuclease activity of snake-venom phosphodiesterase to convert supercoiled PM2 DNA (DNA I′), but not relaxed DNA (DNA I′), to open forms of DNA. The DNA I' was quantitated using a fiuorometric method for covalently closed circular DNA (A. R. Morgan and D. E. Pulleyblank, 1974, Biochem. Biophys. Res. Commun.61, 396–403). The percentage of DNA I′ in mixtures of DNAs I and I′ can be determined to ±l%. The procedure was used as an assay for a nicking-closing enzyme activity partially purified from simian virus 40-infected monkey cells. The assay is linear from 0 to 0.4 μg DNA I′ produced and reproducible to ±0.01 μg DNA I′.