靶向钠牛磺胆酸共转运多肽的乙型肝炎病毒介导人肾足细胞的HBV感染和损伤

Hepatitis B virus-targeting sodium taurocholate cotransporting polypeptide mediates HBV infection and damage in human renal podocytes

作者信息Lifen Wang, Cheng Wang, Xu Wang, Yantao Cao, Xiaohua Guo, Zhiming Ye
PMID38315030
发布时间2024-03-05
DOI10.1128/spectrum.01365-23

实验完整度

包含体外细胞感染模型,通过基因敲低、过表达和突变进行功能验证,并检测病毒感染标志物、细胞凋亡、迁移和蛋白表达等多层次验证。

主要模型

人足细胞(HPCs) HepG2.2.15细胞(HBV来源)

重点核对

NTCP表达水平(正常、敲低、过表达、突变) HBV感染时间(16小时)和感染后检测时间点(1,3,5,7,9天) NTCP157-165位点突变(KGIVISLVL→GRIILSLVP) HBV感染标志物:HBV DNA、cccDNA、HBsAg、HBeAg、HBcAg

摘要

乙型肝炎病毒(HBV)可能直接感染人足细胞(HPCs)。然而,直接感染的机制尚不清楚。我们发现HPCs表达钠牛磺胆酸共转运多肽(NTCP),这是HBV进入肝细胞的特定受体。因此,我们研究了NTCP是否介导HBV感染和损伤HPCs,并进一步阐明了具体机制。我们构建了shRNA-NTCP1,2、shRNA-NC、WT-NTCP和MUT-NTCP并转染到HPCs中。用HBV感染HPCs,通过酶联免疫吸附试验(ELISA)和实时定量PCR(RT-qPCR)检测HBV感染标志物。通过Transwell迁移和划痕实验检测HPCs的功能变化,通过流式细胞术(FCM)评估细胞凋亡,通过western blotting(WB)检测足细胞骨架蛋白(nephrin、CD2AP和synaptopodin)。与对照HPCs相比,感染HBV的HPCs显示HBV感染标志物水平和凋亡增加,而足细胞骨架蛋白表达、细胞活力、增殖和迁移降低。与感染HBV的HPCs相比,转染HBV+shRNA-NTCP和HBV+MUT-NTCP的HPCs显示HBV感染标志物水平和凋亡降低,而足细胞骨架蛋白表达、细胞活力、增殖和迁移增加;转染HBV+WT-NTCP的HPCs观察到相反的效果。总的来说,NTCP的改变影响了HPCs对HBV的易感性,并调节了HPCs的损伤和修复。NTCP可以介导HBV直接感染并损伤人足细胞,且NTCP157–165位点是HBV进入的主要位点。这些发现为HBV相关性肾小球肾炎提供了新的靶点和理论基础。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
NTCP是否介导HBV直接感染人足细胞及其损伤机制。
核心机制
NTCP作为HBV受体,其157-165位点介导HBV进入人足细胞,导致足细胞损伤和凋亡。
主要证据
体外培养的人足细胞感染HBV后,病毒标志物升高,足细胞骨架蛋白表达下降,凋亡增加,而敲低或突变NTCP可减轻这些损伤。
研究意义
为HBV相关性肾小球肾炎的发病机制提供直接感染证据,并提示阻断NTCP可能成为HBV-GN治疗的新靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建NTCP表达调控模型

建立NTCP敲低、过表达和突变的人足细胞模型,以研究NTCP在HBV感染中的作用。

使用慢病毒质粒将shRNA-NTCP、shRNA-NC、WT-NTCP和MUT-NTCP转染至人足细胞,通过qPCR验证NTCP表达变化。

2

检测HBV感染

评估不同NTCP表达水平下HBV感染程度。

用含HBV的HepG2.2.15细胞上清感染处理后的足细胞,16小时后弃去上清,继续培养至9天,检测HBV DNA、cccDNA、HBsAg、HBeAg和HBcAg。

3

评估足细胞功能损伤

检测HBV感染对足细胞骨架蛋白、凋亡、增殖和迁移的影响。

通过Western blot检测nephrin、synaptopodin和CD2AP表达;通过流式细胞术检测凋亡;通过CCK-8检测细胞活力;通过划痕和Transwell实验检测迁移;通过Wright-Giemsa染色观察形态。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基GIBCO, Invitrogen Corporation--
青霉素/链霉素Sigma--
支原体去除剂Beyotime Biotechnology--
胎牛血清Hyclone--
Lipofectamine 2000Invitrogen, Thermo Fisher Scientific--
shRNA-NTCP1, shRNA-NTCP2, shRNA-NC, WT-NTCP, MUT-NTCPRibo Bio Co.--
QIAamp DNA Mini试剂盒Da An Gene Co., Ltd.--
HBsAg ELISA试剂盒Kehua--
HBeAg ELISA试剂盒Kehua--
抗HBcAg抗体 (ab8639)Abcam--
山羊抗小鼠IgG H&L (Alexa Fluor 488) (ab150113)Abcam--
NTCP兔多克隆抗体 (GTX 17693)Gene Tex--
抗GAPDH抗体 (ab8245)Abcam--
山羊抗兔IgG H&L (HRP) (ab6721)Abcam--
CD2AP抗体 (2135)Cell Signaling Technology--
Nephrin抗体 (ab235903)Abcam--
Synaptopodin抗体 (ab224491)Abcam--
Annexin V/PI凋亡检测试剂盒Nanjing KeyGEN Biotech--
结晶紫溶液Sigma-Aldrich--
激光共聚焦显微镜 (Zeiss LSM)Zeiss--
相差显微镜 (Nikon Olympus)Nikon--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与感染
人足细胞的分化状态;HepG2.2.15细胞培养上清的HBV滴度(10^3 GEq/细胞);感染时间16小时;感染后检测时间点(1、3、5、7、9天);培养条件(DMEM、10% FBS等)
阅读提示:见Materials and Methods中的“Cell culture and treatment”
质粒转染
shRNA-NTCP1、shRNA-NTCP2、shRNA-NC、WT-NTCP、MUT-NTCP的序列;转染试剂(Lipofectamine 2000)及转染时间(48小时)
阅读提示:见Materials and Methods中的“Plasmid transfection”及补充表S1
HBV感染标志物检测
HBV DNA提取方法(QIAamp DNA Mini Kit);RT-qPCR引物序列;HBV cccDNA提取与检测步骤;HBsAg/HBeAg ELISA试剂盒(Kehua)及操作
阅读提示:见Materials and Methods中的“Real-time quantitative PCR”和“Detection of HBsAg and HBeAg”及补充表S2、S3
足细胞功能检测
细胞凋亡检测(Annexin V/PI染色,流式细胞仪);细胞活力(CCK-8);迁移实验(划痕实验、Transwell);细胞骨架蛋白检测(Western blot,抗体稀释度)
阅读提示:见Materials and Methods中的相关小节及图5-7的图注