Summary

Modelagem da infecção por vírus da hepatite B em células não hepáticas 293T-NE-3NRs

Published: June 05, 2020
doi:

Summary

Este manuscrito descreve um protocolo detalhado para infecção pelo vírus da Hepatite B (HBV) em novas células 293T (293T-NE-3NRs, expressando NTCP humano, HNF4α, RXRα e PPARα) e células hepáticas tradicionais (HepG2-NE, expressando NTCP humano).

Abstract

O HBV infecta principalmente hepatócitos humanos, mas também foi encontrado para infectar tecidos extraháticos, como rim e testíase. No entanto, os modelos de HBV baseados em células estão limitados a linhas celulares hepatoma (como HepG2 e Huh7) superexpressando um receptor HBV funcional, polipeptídeo de taurocolato de sódio (NTCP). Aqui, usamos 293T-NE-3NRs (293T superexpressando NTCP humano, HNF4α, RXRα e PPARα) e HepG2-NE (HepG2 superexpressando NTCP) como linhas de célula modelo.   A infecção por HBV nessas linhas celulares foi realizada utilizando partículas concentradas do vírus HBV de HepG2.2.15 ou co-culminando hepG2.2.15 com as linhas celulares-alvo. A imunofluorescência HBcAg para HBcAg foi realizada para confirmar a infecção pelo HBV. Os dois métodos aqui apresentados nos ajudarão a estudar a infecção pelo HBV em linhas celulares não hepáticas.

Introduction

A hepatite B afeta a vida de mais de 2 bilhões de pessoas e é uma das maiores ameaças à saúde pública. Aproximadamente 257 milhões de pessoas estão cronicamente infectadas com o vírus da hepatite B (HBV) em todo o mundo, causando um grande fardo para a sociedade1. Os hepatócitos não são as únicas células infectadas pelo HBV e outras células em tecido não hepático, como rim e testíase, também são infectados por este vírus2,,3. Atualmente, os modelos de células de infecção por HBV estão limitados a hepatócitos humanos com apenas poucos modelos de linha celular não hepática. Isso dificulta o estudo da infecção por HBV e da patologia relacionada ao HBV de tecidos não hepáticos. Aqui apresentamos protocolos para estudar a infecção por HBV em células 293T não hepáticas, bem como em células baseadas em hepatoma.

O polipeptídeo de co-transporte de taurocolato de sódio (NTCP) é um receptor funcional para hepatite B humana e vírus da hepatite D4. Fator nuclear hepatocito 4α (HNF4α), receptor X retinóide α (RXRα) e receptor ativado por proliferador peroxiso α (PPARα) são fatores de transcrição enriquecidos pelo fígado que restringem o tropismo viral do HBV. Eles foram verificados para promover a síntese de RNA pregenomic HBV e apoiar a replicação do HBV em uma linha celular não hepatoma5. Construímos três linhas celulares diferentes, linhas celulares HepG2 expressando NTCP (HepG2-NE), linha celular 293T expressando linha NTCP (293T-NE) e linha celular 293T expressando quatro genes hospedeiros; NTCP, HNF4α, RXRα e PPARα (293T-NE-3NRs). Dois métodos para infecção por HBV foram desenvolvidos com base em 293T-NE-3NRs(Figura 1). O primeiro método utiliza a inoculação em 293T-NE-3NRs com alta equivalência do genoma viral (GEq alto (150), DMSO e PEG8000) por 24 h. O segundo método emprega co-cultivar 293T-NE-3NRs com HepG2.2.15, que podem produzir partículas HBV (baixo GEq (cerca de 1,83) sem DMSO e PEG8000), assim emulando de perto as condições naturais.

As células hepG2.2.15 são derivadas da linha HepG2 e secretam cronicamente o HBV infeccioso, bem como partículas subvirais no meio da cultura6,,7. Ciclosporina A (CsA) é um imunossupressor clinicamente utilizado para a supressão da rejeição de xenoenxerto. Estudos têm demonstrado que a CSA inibe a entrada de HBV em hepatócitos cultivados inibindo a atividade de transporte do NTCP e bloqueando a vinculação do NTCP às grandes proteínas envelope8.

As células hepG2-NE foram utilizadas como controle positivo, enquanto as células tratadas com CIA foram utilizadas como controle negativo. Comparando-se com os grupos de controle positivos e negativos, podemos descobrir quais genes hospedeiros desempenham um papel crítico na infecção pelo HBV. Além disso, através deste modo de infecção por HBV, também podemos encontrar outros novos mecanismos ou genes de hospedagem envolvidos na infecção pelo HBV.

Protocol

Cultura, coleta de supernacantes de células HepG2.2.15 e infecção por HBV devem ser realizadas no laboratório de biossegurança II (P2) ou biossegurança III (P3) de acordo com a orientação de biossegurança no país. As práticas de segurança laboratorial devem ser seguidas para garantir a segurança do pessoal do laboratório, e todos devem ser vacinados e detectados HBsAb positivo antes de realizar experimentos de HBV. Observe o estado das células a cada passo antes de prosseguir para o próximo passo. As amos…

Representative Results

Construímos plasmid pSIN-NTCP-EGFP expressando fusão NTCP e EGFP e com resistência à puramicina. O plasmídeo foi transfectado em células HepG2 e 293T para construir linhas de células estáveis HepG2-NE e 293T-NE expressando NTCP e EGFP. Plasmids (pSIN-HNF4α, pSIN-RXRα, pLV-PPARα-puro-bandeira) com resistência e expressão de puromicina foram transfectados em células 293T-NE para construir uma linha celular estável expressando 4 genes hospedeiros9. A expressão do NTCP-EGFP pode ser ob…

Discussion

Aqui, introduzimos protocolos para infecção por HBV em células Hepáticas 293T-NE-3NRs e hepatoma baseadas em HepG2-NE. 293T-NE-3NRs foram adequados para infecção por HBV tanto no Alto quanto no Baixo GEq. As seguintes etapas críticas devem ser levadas em consideração ao usar nosso protocolo. O estado celular é um fator importante para uma infecção bem sucedida. O meio de infecção deve ser alterado oportunamente após o período inicial de infecção por HBV. As células 293T-NE-3NRs são tipicamente frágei…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi apoiado pela National Natural Science Foundation of China (nº 81870432 e 81570567 a X.L.Z.), (Nº 81571994 para P.N.S.), Fundo de Pesquisa para Jovens Cientistas Internacionais (nº 81950410640 a W.I.); Fundação Universidade Li Ka Shing Shantou (Nº. L1111 2008 para P.N.S.). Gostaríamos de agradecer ao Prof. Stanley Lin da Faculdade de Medicina da Universidade de Shantou por conselhos úteis.

Materials

0.45μm membrane filter Millex-HV SLHU033RB Filter for HepG 2.2.15 supernatant
293T-NE Laboratory construction —— Cell model for HBV infection
293T-NE-3NRs Laboratory construction —— Cell model for HBV infection
594 labeled goat against rabbit IgG ZSGB-BIO ZF-0516 For immunofluorescence assay,second antibody
6-well plate BIOFIL TCP010006 For co-culture
Amicon Ultra 15 ml Millipore UFC910008 For concentration of HepG 2.2.15 supernatant
BSA Beyotime ST023 For immunofluorescence assay
Cyclosporin A Sangon biotech 59865-13-3 inhibitor of HBV infection
DAPI Beyotime C1006 For nuclear staining
Diagnostic kit for Quantification of Hepatitis B Virus DNA(PCR-Fluorescence Probing) DAAN GENE 7265-2013 For HBV DNA detection
DMEM HyClong SH30243.01 For culture medium
DMSO Sigma-Aldrich D5879 For improvement of infection efficiency
Fetal bovine serum(FBS) CLARK Bioscience FB25015 For culture medium
Fluorescence microscope ZEISS Axio observer Z1 For immunofluorescence assay
HepG2-NE Laboratory construction —— Cell model for HBV infection
HBcAg antibody ZSGB-BIO ZA-0121 For immunofluorescence assay, primary antibody
PBS ZSGB-BIO ZLI-9062 For cell wash
PEG8000 Merck P8260 For infection medium
Penicillin-Streptomycin-Glutamine Thermo Fisher 10378016 For culture medium
Transwell CORNING 3412 For co-culture
Tween 20 sigma-Aldrich WXBB7485V For PBST
Virkon Douban 6971728840012 Viruside

References

  1. World Health Organization. Global hepatitis report, 2017. World Health Organization. , (2017).
  2. Yoffe, B., Burns, D. K., Bhatt, H. S., Combes, B. Extrahepatic hepatitis B virus DNA sequences in patients with acute hepatitis B infection. Hepatology. 12, 187-192 (1990).
  3. Mason, A., Wick, M., White, H., Perrillo, R. Hepatitis B virus replication in diverse cell types during chronic hepatitis B virus infection. Hepatology. 18, 781-789 (1993).
  4. Yan, H., et al. Sodium taurocholate cotransporting polypeptide is a functional receptor for human hepatitis B and D virus. eLife. 1, 00049 (2012).
  5. Tang, H., McLachlan, A. Transcriptional regulation of hepatitis B virus by nuclear hormone receptors is a critical determinant of viral tropism. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98, 1841-1846 (2001).
  6. Sells, M. A., Chen, M. L., Acs, G. Production of hepatitis B virus particles in Hep G2 cells transfected with cloned hepatitis B virus DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 84, 1005-1009 (1987).
  7. Sells, M. A., Zelent, A. Z., Shvartsman, M., Acs, G. Replicative intermediates of hepatitis B virus in HepG2 cells that produce infectious virions. Journal of Virology. 62, 2836-2844 (1988).
  8. Watashi, K., et al. Cyclosporin A and its analogs inhibit hepatitis B virus entry into cultured hepatocytes through targeting a membrane transporter, sodium taurocholate cotransporting polypeptide (NTCP). Hepatology. 59, 1726-1737 (2014).
  9. Yang, X., et al. Defined host factors support HBV infection in non-hepatic 293T cells. Journal of Cell and Molecular Medicine. 24, 2507-2518 (2020).
  10. Xia, Y., et al. Human stem cell-derived hepatocytes as a model for hepatitis B virus infection, spreading and virus-host interactions. Journal of Hepatology. 66, 494-503 (2017).
  11. Ortega-Prieto, A. M., Cherry, C., Gunn, H., Dorner, M. In Vivo Model Systems for Hepatitis B Virus Research. ACS Infectious Diseases. 5, 688-702 (2019).
  12. Liang, T. J. Hepatitis B: the virus and disease. Hepatology. 49, 13-21 (2009).
  13. Nie, Y. Z., et al. Recapitulation of hepatitis B virus-host interactions in liver organoids from human induced pluripotent stem cells. EBioMedicine. 35, 114-123 (2018).
  14. Nishinakamura, R. Human kidney organoids: progress and remaining challenges. Nature Reviews Nephrology. 15, 613-624 (2019).
check_url/kr/61414?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Sun, X., Yang, X., Zeng, C., Attia Koutb Megahed, F., Zhou, Q., Liu, T., Iqbal, W., Sun, P., Zhou, X. Modeling Hepatitis B Virus Infection in Non-Hepatic 293T-NE-3NRs Cells. J. Vis. Exp. (160), e61414, doi:10.3791/61414 (2020).

View Video