近日，病毒学国家重点实验室/武汉大学泰康医学院（基础医学院）医学病毒学研究所夏宇尘教授研究组在国际肝脏病学权威期刊《Hepatology 》（IF=17.425）发表题为Limited disassembly of cytoplasmic hepatitis B virus nucleocapsids restricts viral infection in murine hepatic cells的研究论文。该研究系统性地探究了乙型肝炎病毒（HBV）进入人和小鼠肝细胞后的过程，发现细胞质中HBV核衣壳的解离限制了病毒在小鼠肝细胞中的感染，为建立支持HBV感染的小鼠模型提供了分子基础。
乙型肝炎病毒（hepatitis B virus, HBV）属于嗜肝DNA病毒，主要感染人的肝细胞，其慢性感染可显著提高肝硬化和肝癌的发病率。据世界卫生组织报道，全球约有2.57亿人正遭受着HBV感染的困扰。中国是HBV感染的高发区，在新发人数下降的情况下，仍然有7千万感染者。针对慢性乙肝，目前临床上主要有干扰素α和核苷类似物两类药物。这些药物虽然可以有效抑制HBV的复制并减缓疾病进程，但不能彻底治愈慢性乙型肝炎，主要原因是现有药物无法清除HBV感染细胞后形成的微染色体cccDNA。由于缺少简便易操作的动物感染模型，HBV相关机制研究和药物研发受到了很大的阻碍。夏宇尘课题组前期建立了基于复制缺陷型AAV-HBV新型HBV cccDNA小鼠模型（Xu et al. CMGH, 2022），本研究聚焦于HBV不能在小鼠肝细胞中建立感染的原因。
早期研究显示小鼠作为最常用的小型实验动物并不支持HBV感染。将HBV受体人源牛磺胆酸钠共转移多肽（hNTCP）在小鼠肝细胞中表达可以支持HBV感染进入小鼠肝细胞，但仍不能成功建立HBV感染。为探究HBV在小鼠肝细胞中具体的受限制步骤，研究人员构建了hNTCP的转基因小鼠及稳定表达hNTCP的小鼠肝癌细胞系Hepa1-6-hNTCP，可以支持HBV感染的人肝癌细胞系Huh7-hNTCP作为阳性对照。通过HBV/HDV（hepatitis delta virus，丁型肝炎病毒，HBV的卫星病毒，利用hNTCP感染肝细胞）感染及转染体外合成的pgRNA，首先证实了HBV可以利用hNTCP感染进入小鼠肝细胞，但不能形成cccDNA。同时，研究人员利用体外合成的cccDNA分子、工程菌中合成的重组cccDNA分子及HBV复制型质粒证实了HBV的转录可以在小鼠肝细胞中正常进行。为了研究HBV基因组rcDNA修复形成cccDNA的过程，研究人员在体外合成了rcDNA的不同修复中间体分子及从HBV病毒颗粒中抽提病毒来源的rcDNA分子，利用了rcDNA的体外修复体系及小鼠高压尾静脉注射模型，结果表明小鼠肝细胞可以支持rcDNA修复形成cccDNA。RcDNA修复形成cccDNA的场所是细胞核，因此研究人员利用核酸原位杂交技术探究小鼠细胞中rcDNA的入核过程是否受限，结果显示HBV基因组rcDNA可以被转运至小鼠肝细胞的细胞核。此结果在后续的Southern blotting实验中也得到了进一步验证。以上结果显示，小鼠肝细胞支持HBV基因组rcDNA的核转运及rcDNA分子修复形成cccDNA，这也提示HBV核衣壳的解离可能受到了限制。为验证这一假说，研究人员首先通过Southern blotting检测了HBV在小鼠肝细胞中感染不同时相的HBV不同类型DNA分子的存在及位置，发现非蛋白结合的rcDNA（protein-free rcDNA，PF-rcDNA，此类型rcDNA被认为是cccDNA合成的前体分子）可以在小鼠肝细胞核中检测到，但只短暂地存在于病毒感染的早期。进一步通过核酸酶敏感实验对HBV核衣壳完整性进行分析发现，小鼠肝细胞中无论是细胞质还是细胞核PF-rcDNA的核酸酶敏感性与人肝癌细胞系Huh7-hNTCP类似：绝大部分的细胞质及细胞核PF-rcDNA对核酸酶DNaseI处理敏感，少量PF-rcDNA耐受DNaseI的处理；与Huh7-hNTCP细胞不同的是，Hepa1-6-hNTCP细胞质中蛋白结合的rcDNA（protein-linked rcDNA，P-rcDNA，主要指HBV聚合酶蛋白Pol共价结合的rcDNA）表现出对DNaseI处理完全的耐受性，表明小鼠肝细胞质中的核衣壳解离受到限制。综上所述，本研究进一步揭示了小鼠肝细胞除了缺少病毒进入受体之外，在其细胞质中病毒核衣壳无法解离是限制HBV感染的一个重要原因，为建立支持HBV感染的小鼠模型提供了分子基础。
博士后赵凯涛为该论文第一作者，夏宇尘教授为通讯作者。本研究工作得到国家自然科学基金 （81971936，32100125）、吉利德亚洲肝病研究基金、中央高校基本科研业务费专项资金、湖北省医学青年拔尖人才、湖北省创新研究群体（2020CFA015）、湖北省卫健委创新群体（WJ2021C002）、中国博士后科学基金（2020M672419）等项目资助。
全文链接：https://aasldpubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/hep.32622
夏宇尘教授2018年通过海外高层次人才计划回国后一直致力于病毒性肝炎的研究，在乙肝病毒实验模型的建立、病毒宿主相互作用机制和新型抗病毒治疗手段上做了一系列的工作，作为通讯作者在Journal of Hepatology, Hepatology, Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology，Journal of Virology等学术期刊发表多篇论文。实验室招收博士后1-2名，详情请联系yuchenxia@whu.edu.cn。
