小乙型肝炎表面蛋白突变通过内质网应激诱导的UPR-ERAD通路在隐匿性乙型肝炎感染发病机制中的初步分析

Preliminary analysis of the role of small hepatitis B surface proteins mutations in the pathogenesis of occult hepatitis B infection via the endoplasmic reticulum stress-induced UPR-ERAD pathway.

作者信息Chengrong Huang, Hao Zhang, Jing Wang, Jianfei Li, Qian Liu, Qiyin Zong, Yunyun Zhang, Qin Wang, Qiang Zhou
PMID39926475
发布时间2025-02-04
DOI10.1515/biol-2022-0951

实验完整度

包含细胞模型(Huh7和HepG2)的体外实验,通过化学发光、Western blot和免疫荧光验证HBsAg水平和定位,并检测ERS及ERAD通路蛋白,具备功能验证和机制验证。

主要模型

Huh7细胞 HepG2细胞

重点核对

SHB突变类型:G145R、T126A、Q129R、G119R、D144A 细胞系:Huh7和HepG2 检测时间点:转染后72小时 HBsAg分泌水平(上清)和细胞内水平 ERS相关蛋白(GRP78、p-PERK、p-eIF2α、IRE1、XBP1、ATF6)和ERAD相关蛋白(EDEM1/2/3)的表达

摘要

越来越多的证据表明,乙型肝炎表面抗原(HBsAg)突变可影响隐匿性乙型肝炎感染(OBI)的发生,尤其是小乙型肝炎表面蛋白(SHBs)中的氨基酸替换。然而,这些结果的机制基础仍不清楚。本研究旨在探讨OBI相关的SHBs突变对血清HBsAg的潜在影响及机制。将编码野生型(WT)或OBI相关SHB突变序列的质粒转染Huh7和HepG2细胞,随后采用化学发光法检测细胞培养上清液中的HBsAg水平。进一步使用Western blotting评估从这些细胞制备的裂解物中HBsAg和内质网应激(ERS)相关蛋白的水平,同时通过免疫荧光染色评估细胞内HBsAg的定位。与转染WT质粒的细胞相比,转染OBI相关SHB突变质粒的细胞上清液HBsAg水平较低。这些突变质粒转染细胞内的HBsAg水平相对于WT质粒转染细胞较低,免疫荧光染色检测到转染OBI相关SHB突变质粒的细胞中HBsAg在内质网内积累,突变质粒转染细胞中ERS相关蛋白含量也显著高于WT组。这些结果表明,携带OBI相关突变的蛋白质可能倾向于在内质网中积累,从而触发ERS反应,并通过激活未折叠蛋白反应和内质网相关蛋白降解途径损害HBsAg的转录和翻译。这些效应最终减少HBV病毒粒子在内质网中的整体组装及其相关分泌。

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
OBI相关的SHBs突变如何影响血清HBsAg水平及其潜在机制?
核心机制
OBI相关的SHBs突变导致HBsAg蛋白折叠异常,在内质网中积累,触发ERS,激活UPR和ERAD通路,从而减少HBsAg的转录和翻译,降低HBsAg分泌。
主要证据
Huh7和HepG2细胞转染突变质粒后,上清和细胞内HBsAg水平降低,免疫荧光显示突变HBsAg主要在内质网积累,Western blot显示ERS相关蛋白(GRP78、p-PERK/p-eIF2α、p-IRE1α/XBP1、ATF6)和ERAD相关EDEM蛋白表达升高。
研究意义
揭示了OBI相关SHBs突变通过ERS-UPR-ERAD通路降低HBsAg水平的机制,为理解OBI的发病机制提供了新的见解。

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

质粒构建和细胞转染

构建携带WT或OBI相关SHB突变的SHB表达质粒,并转染肝癌细胞系以表达相应蛋白

将WT和突变SHB序列克隆至pcDNA3.1(+)载体,使用Lipofectamine 3000和Opti-MEM转染Huh7和HepG2细胞,包括空载体、WT、G145R、T126A、Q129R、G119R、D144A。

2

检测细胞内外HBsAg水平

比较WT和突变SHB对HBsAg分泌和细胞内积累的影响

使用化学发光免疫分析检测转染细胞上清(EC)和细胞裂解液(IC)中的HBsAg水平,并计算IC/EC比值;同时用Western blot验证细胞内HBsAg水平。

3

免疫荧光定位HBsAg

确定突变SHB在细胞内的亚细胞定位,特别是是否在内质网积累

转染后72小时固定细胞,用抗HBsAg和抗KDEL(ER标记)抗体进行免疫荧光染色,DAPI染色细胞核,共聚焦显微镜观察。

4

检测ERS和UPR相关蛋白表达

验证OBI相关SHB突变是否诱导内质网应激及UPR通路激活

Western blot检测GRP78、p-PERK、p-eIF2α、IRE1、XBP1、ATF6等ERS相关蛋白水平。

5

检测ERAD通路相关蛋白表达

评估OBI相关SHB突变是否激活ERAD通路中的EDEM蛋白表达

Western blot检测EDEM1、EDEM2、EDEM3蛋白水平。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
pcDNA3.1(+)载体----
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
Opti-MEM培养基Gibco BRL--
ARCHITECT i2000SR化学发光免疫分析仪----
RIPA裂解液Beyotime--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂----
PVDF膜----
抗HBsAg抗体Biossbs-1557G
抗GRP78 BiP抗体Abcamab108615
抗ATF6抗体Abcamab227830
抗IRE1抗体Abcamab243665
抗XBP1抗体Abcamab220783
抗pPERK抗体AffinityDF7576
抗peIF2α抗体AffinityAF3087
抗EDEM1抗体AffinityDF9502
抗EDEM2抗体ABclonalA17181
抗EDEM3抗体AffinityDF9504
HRP标记的兔抗山羊IgGZhongshan--
ECL工作液----
Triton X-100----
多克隆抗HBsAg抗体Bioss--
单克隆抗KDEL抗体Affinity--
驴抗山羊-Cy3二抗Beyotime--
山羊抗兔-KDEL二抗Beyotime--
DAPIAladdin--
SPSS 20.0统计软件SPSS Inc.--

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
质粒构建
SHB序列来源(U95551.1)、突变位点(G145R、T126A、Q129R、G119R、D144A)、克隆载体(pcDNA3.1(+))
阅读提示:Materials and methods - Plasmid construction
细胞培养与转染
细胞系(Huh7、HepG2)、培养基(DMEM含10%胎牛血清和青霉素/链霉素)、转染试剂(Lipofectamine 3000、Opti-MEM)、转染后时间(72小时)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and transfection
HBsAg检测
检测仪器(ARCHITECT i2000SR)、裂解缓冲液(RIPA含蛋白酶/磷酸酶抑制剂)、离心条件(13,000 rpm,30分钟)
阅读提示:Materials and methods - HBsAg detection
Western blotting
蛋白上样量(20 µg/样品)、抗体浓度(如anti-HBsAg 1:1,000等)、封闭液(5%脱脂牛奶)
阅读提示:Materials and methods - Western blotting
免疫荧光
固定液(4%多聚甲醛,30分钟)、透化液(0.1% Triton X-100和10% FBS)、抗体(抗HBsAg、抗KDEL)、二抗(Cy3标记抗山羊、FITC标记抗兔)、核染色(DAPI)
阅读提示:Materials and methods - Immunofluorescent staining
统计分析
统计方法(单因素方差分析)、显著性阈值(P < 0.05)、独立实验次数(至少三次)
阅读提示:Materials and methods - Statistical analyses