乙型肝炎病毒表面抗原增强肿瘤坏死因子-α介导的肝细胞凋亡和肝损伤

Enhancement of Tumor Necrosis Factor-α-Mediated Hepatic Apoptosis and Liver Injury by Hepatitis B Virus Surface Antigen

作者信息Wei Liu, Yan-Ting Lin, Dong-Ge Han, Ai-Chao Shi, Qiang Liu, Zhen-Tang Jing
PMID40713975
发布时间2025-10
DOI10.1016/j.ajpath.2025.07.003

实验完整度

体外细胞模型(HepG2、Huh7、原代肝细胞)、体内小鼠模型(D-Gal/LPS),包含功能验证(凋亡、生存)和机制验证(复合物I/II、RIPK1泛素化)。

主要模型

HepG2细胞系 Huh7细胞系 原代小鼠肝细胞 C57BL/6小鼠D-Gal/LPS肝损伤模型

重点核对

TNF-α浓度:10 ng/mL(人或小鼠) 放线菌素D浓度:0.5 μg/mL HBsAg表达方式:慢病毒转导或AAV8注射 动物模型:C57BL/6小鼠,D-Gal(500 mg/kg)和LPS(100 μg/kg)腹腔注射 凋亡检测:TUNEL、Annexin V、caspase-3/7活性

摘要

肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是一种具有多种生物学功能的多效性细胞因子,如细胞增殖、代谢激活、炎症反应和细胞死亡。TNF-α可通过多种机制诱导肝细胞凋亡,导致随后的肝损伤。乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)是慢性病毒感染期间肝细胞中含量最丰富的乙型肝炎病毒蛋白。然而,其在TNF-α介导的肝细胞凋亡中的作用尚未被揭示。我们在此报道,HBsAg通过抑制TNF-α介导的抗凋亡复合物I依赖的NF-κB激活并增强TNF-α介导的促凋亡复合物II组装,促进TNF-α介导的肝细胞凋亡。机制上,HBsAg介导的复合物I组装抑制与通过抑制细胞凋亡抑制蛋白-1(cIAP1)表达而下调K63连接的受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1)泛素化相关。分泌缺陷型HBsAg变体S204R通过进一步抑制RIPK1泛素化增强其促凋亡能力。在小鼠中表达HBsAg,并通过注射重组腺相关病毒8,促进D-半乳糖胺/脂多糖诱导的TNF-α介导的肝损伤和损害(通过小鼠模型)。总之,HBsAg可能通过将TNF-α介导的抗凋亡复合物I转换为促凋亡复合物II,使肝细胞易发生TNF-α介导的凋亡,并使小鼠易发生急性肝损伤,为乙型肝炎病毒相关肝损伤的潜在机制提供了新的见解。

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
HBsAg是否参与调节TNF-α介导的肝细胞凋亡通路,并影响肝损伤?
核心机制
HBsAg通过抑制cIAP1表达,降低RIPK1的K63连接泛素化,从而抑制复合物I依赖的NF-κB激活,促进复合物II组装,导致肝细胞凋亡增加。
主要证据
在HepG2、Huh7和原代肝细胞中,HBsAg表达增加TNF-α诱导的凋亡;免疫沉淀和Western blot显示复合物I成分减少、复合物II成分增加;体内小鼠模型显示HBsAg加重D-Gal/LPS诱导的肝损伤。
研究意义
该研究首次证明HBsAg使肝细胞对TNF-α介导的凋亡敏感,并加剧肝损伤,为乙型肝炎病毒相关肝损伤的机制提供了新见解。

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

建立HBsAg表达细胞模型

验证HBsAg在肝癌细胞和原代肝细胞中的表达,并建立后续实验的基础。

使用慢病毒载体(lenti-Flag和lenti-HBsAg)转导HepG2、Huh7细胞以及原代小鼠和人肝细胞,通过Western blot确认HBsAg表达。

2

检测TNF-α诱导的细胞凋亡

评估HBsAg对TNF-α介导的肝细胞凋亡敏感性的影响。

用TNF-α和放线菌素D处理细胞,使用CCK-8、TUNEL、Annexin V染色和caspase-3/7活性检测凋亡。

3

分析NF-κB信号通路

验证HBsAg是否影响TNF-α介导的NF-κB激活及下游抗凋亡分子。

通过Western blot检测磷酸化IKKα/β、IκBα及NF-κB核转位,并检测NF-κB荧光素酶报告基因活性和下游抗凋亡蛋白(c-FLIP、Bcl-2等)水平。

4

检测复合物I和复合物II组装

验证HBsAg对TNF-α诱导的复合物I和复合物II组装的影响。

通过免疫沉淀和Western blot分析复合物I(TNFR1、RIPK1、TRADD、cIAP1等)和复合物II(RIPK1、FADD、caspase-8等)的组成。

5

验证RIPK1泛素化修饰

确定HBsAg是否影响RIPK1的K63连接泛素化。

用抗RIPK1免疫沉淀后,用K63特异性抗体检测RIPK1的泛素化水平,并检测cIAP1的表达水平和启动子活性。

6

评估HBsAg S204R突变体的影响

验证分泌缺陷型HBsAg突变体S204R是否更强烈地促进TNF-α介导的凋亡。

比较表达野生型HBsAg和S204R突变体的细胞,检测凋亡率、NF-κB激活、复合物I/II组装和RIPK1泛素化。

7

体内验证肝损伤作用

评估HBsAg在体内对TNF-α介导的肝损伤的影响。

通过AAV8载体在小鼠肝脏中表达HBsAg或S204R,并注射D-Gal/LPS诱导肝损伤,观察生存率、肝组织学、血清ALT/AST水平。

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
DMEM培养基Invitrogen--
威廉姆斯E培养基Sigma-Aldrich--
胎牛血清----
肿瘤坏死因子-αCell Signaling Technology8902
SC79Calbiochem123871
D-半乳糖胺Sigma--
脂多糖Sigma--
抗FLAG M2琼脂糖Sigma--
蛋白A/G琼脂糖Santa Cruz Biotechnology--
抗FADD抗体Abcamab24533
抗HBc抗体Santa Cruz Biotechnologysc-23947
抗HBsAg抗体Santa Cruz Biotechnologysc-23944
抗HBx抗体Santa Cruz Biotechnologysc-57760
抗USP4抗体Santa Cruz Biotechnologysc-376000
抗USP21抗体Santa Cruz Biotechnologysc-515911
抗Flag抗体Cell Signaling Technology14793
抗Fas抗体Cell Signaling Technology4233
抗AKT抗体Cell Signaling Technology4691
抗磷酸化AKT (Thr308)抗体Cell Signaling Technology13038
抗磷酸化AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technology4060
抗磷酸化IKKα/β (Ser176/180)抗体Cell Signaling Technology2697
抗IKKα抗体Cell Signaling Technology11930
抗IKKβ抗体Cell Signaling Technology8943
抗磷酸化IκBα (Ser32)抗体Cell Signaling Technology2859
抗IκBα抗体Cell Signaling Technology4814
抗NF-κB抗体Cell Signaling Technology8242
抗Bax抗体Cell Signaling Technology5032
抗c-FLIPL抗体Cell Signaling Technology8510
抗c-FLIPS抗体Cell Signaling Technology56343
抗procaspase-8抗体Cell Signaling Technology9746
抗裂解caspase-8抗体Cell Signaling Technology9496
抗β-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology2128
抗lamin B1抗体Cell Signaling Technology13435
抗Bax抗体Cell Signaling Technology5023
抗Bcl-xL抗体Cell Signaling Technology2764
抗Bcl-2抗体Cell Signaling Technology15071
抗TNFR1抗体Cell Signaling Technology3736
抗RIPK1抗体Cell Signaling Technology73271
抗TRADD抗体Cell Signaling Technology3684
抗cIAP1抗体Cell Signaling Technology7065
抗cIAP2抗体Cell Signaling Technology3130
抗K63抗体Cell Signaling Technology5621
抗A20抗体Cell Signaling Technology5630
抗CYLD抗体Cell Signaling Technology8462
抗TRAF2抗体Cell Signaling Technology4724
抗磷酸化RIPK1 (Ser166)抗体Cell Signaling Technology44590
抗RIPK3抗体Cell Signaling Technology13526
抗磷酸化RIPK3 (Ser227)抗体Cell Signaling Technology93654
抗MLKL抗体Cell Signaling Technology14993
抗磷酸化MLKL (Ser358)抗体Cell Signaling Technology91689
TRIzol试剂Invitrogen--
ExScript RT-PCR试剂盒TaKaRa BIO--
SYBR Premix Ex TaqTaKaRa BIO--
Mx3000P实时荧光定量PCR仪Agilent Technologies--
X-tremeGENE siRNA转染试剂Roche Applied Science--
pNF-κB-LucClontech--
pRL-TKPromega--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
Orion微板发光检测仪Berthold Technologies--
RIPA裂解液Pierce--
蛋白酶抑制剂混合物Roche Diagnostics--
Z-DEVD-FMK----
Percoll----
AAV-8表达系统Obio Technology Corp., Ltd.--
自动分析仪7020Hitachi--
SPSS软件19.0版IBM--

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
细胞培养和处理
细胞系和培养条件;TNF-α和放线菌素D的浓度;处理时间
阅读提示:Materials and Methods 中的 'Cell Lines and Cell Culture' 和 'Treatment of Cells with Chemicals';Figure legends 1
原代肝细胞分离
小鼠品系和性别;胶原酶灌注方法;Percoll梯度纯化;培养条件
阅读提示:Materials and Methods 中的 'Isolation of PMHs'
表达载体和转染
慢病毒和AAV8载体构建;质粒信息;转染试剂和siRNA序列
阅读提示:Materials and Methods 中的 'Generation of HBsAg-Expressing Recombinant Lentivirus'、'Plasmid Construction'、'Plasmid Transfection and RNA Interference'
凋亡检测
TUNEL、Annexin V、caspase-3/7活性检测的具体步骤和参数
阅读提示:Materials and Methods 中的 'TUNEL Assay'、'Annexin V Binding Analysis'、'Caspase Enzymatic Activity Assay';Figure legends 1
复合物分析
免疫沉淀抗体和条件;TNF-α处理浓度和时间;裂解缓冲液组成
阅读提示:Materials and Methods 中的 'TNF-α–Mediated Complex I and II Analysis'
体内实验
小鼠品系、年龄、性别;AAV8注射剂量和途径;D-Gal/LPS浓度;观察时间点
阅读提示:Materials and Methods 中的 'AAV Injection' 和 'Animal Experiments';Figure legends 7