乙型肝炎表面抗原劫持TANK结合激酶1以抑制I型干扰素并诱导早期自噬

Hepatitis B surface antigen hijacks TANK-binding kinase 1 to suppress type I interferon and induce early autophagy.

作者信息Chuanjin Luo, Caijiao Ma, Gang Xu, Chengbo Lu, June Ma, Yu Huang, Longyu Nie, Chen Yu, Yongfang Xia, Zhiqiang Liu, Ying Zhu, Shi Liu
PMID40234418
发布时间2025-04-15
DOI10.1038/s41419-025-07605-0

实验完整度

包含体外细胞实验、体内转基因小鼠模型、患者肝组织样本,并进行了机制验证(如TBK1突变体、抑制剂)和功能验证(如自噬检测、病毒复制检测)。

主要模型

Huh7肝癌细胞系 HepG2肝癌细胞系 HBsAg转基因小鼠(C57BL/6J-TgN(AlblHBV)44Bri) 慢性HBV患者肝组织

重点核对

HBsAg与TBK1激酶结构域(KD)的相互作用 TBK1二聚化及TBK1-IRF3复合物破坏 TBK1-p62信号轴介导的自噬诱导 SNAP29启动子的抑制 BX795对TBK1活性的抑制浓度(1 μM)

摘要

先天免疫和自噬之间存在密切联系。然而,在感染乙型肝炎病毒(HBV)的宿主细胞中,先天免疫与自噬之间的相互作用仍不清楚。在此,我们报道HBsAg抑制I型干扰素的产生并诱导自噬体的积累。HBsAg在离体和体内均能增强TANK结合激酶1(TBK1)的磷酸化,并抑制干扰素调节因子3(IRF3)的磷酸化。机制研究表明,HBsAg与TBK1的激酶结构域(KD)相互作用增强了其二聚化,但破坏了TBK1–IRF3复合物。使用TBK1抑制剂BX795,我们发现HBsAg增强的TBK1二聚化促进sequestosome-1(p62)磷酸化,这对于HBV诱导的自噬和HBV复制是必需的。此外,HBsAg通过抑制突触体相关蛋白29(SNAP29)启动子来阻断自噬体与溶酶体的融合。值得注意的是,来自HBsAg转基因小鼠或慢性HBV患者的肝组织显示IFNβ信号传导被抑制,并诱导了不完全自噬。这些发现提出了一种新的机制,通过该机制HBsAg靶向TBK1抑制I型干扰素并诱导早期自噬,可能导致HBV持续感染。

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
HBV感染中HBsAg如何通过调控TBK1影响先天免疫和自噬之间的相互作用?
核心机制
HBsAg通过其S域与TBK1的激酶结构域结合,增强TBK1二聚化并促进p62磷酸化,从而诱导早期自噬;同时破坏TBK1-IRF3复合物抑制I型干扰素产生;并通过抑制SNAP29启动子阻断自噬体-溶酶体融合。
主要证据
体外实验显示HBsAg与TBK1相互作用并影响TBK1/IRF3磷酸化和二聚化;细胞中HBsAg诱导自噬体积累,抑制SNAP29表达;HBs-Tg小鼠和CHB患者肝组织中也观察到相似变化;TBK1抑制剂和敲除实验证实TBK1在HBV复制中的作用。
研究意义
本研究揭示了HBsAg通过靶向TBK1来抑制I型干扰素和诱导早期自噬的机制,为HBV持续感染提供了新的见解,可能有助于消除持续性HBV感染。

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

验证HBsAg抑制IFNβ信号通路

评估HBsAg对I型干扰素产生的影响。

在THP-1细胞中通过LPS、poly(I:C)、HT-DNA刺激或SeV、HSV-1感染,检测IFNB1 mRNA水平;使用TRIF、RIG-I、cGAS等适配体激活IFNβ启动子报告基因;在IFNAR1敲除的Huh7细胞中检测病毒复制。

2

鉴定HBsAg与TBK1的相互作用

确定HBsAg是否与TBK1结合及其结合结构域。

通过免疫共沉淀(IP)检测HBsAg与TBK1及其截短突变体的相互作用;共定位分析;在HBV感染的HepG2-hNTCP细胞中验证内源性相互作用。

3

验证HBsAg增强TBK1二聚化并抑制IRF3激活

探究HBsAg对TBK1和IRF3活化的影响。

转染HBs后检测TBK1和IRF3磷酸化水平;通过native PAGE检测TBK1和IRF3二聚化;通过核质分离检测IRF3核转位;使用TBK1突变体(EE、HIF等)验证二聚化依赖性。

4

验证HBsAg通过TBK1-p62轴诱导早期自噬

检查HBsAg诱导的自噬是否依赖TBK1及p62。

在Huh7细胞中检测LC3转化和p62磷酸化;使用BX795抑制TBK1观察自噬的变化;在TBK1敲除细胞中回补TBK1或突变体,检测LC3转化和自噬体形成。

5

验证HBsAg抑制SNAP29启动子阻断自噬体-溶酶体融合

探索HBsAg阻碍自噬降解的分子机制。

检测自噬相关基因mRNA水平;构建SNAP29启动子荧光素酶报告基因检测启动子活性;通过mCherry-GFP-LC3质粒检测自噬流;检测LAMP1与LC3共定位。

6

验证HBV复制依赖TBK1活性及自噬

研究TBK1活性对HBV复制的影响。

在Huh7细胞中抑制TBK1(BX795)或敲除TBK1,检测HBV DNA、HBsAg、HBeAg水平;使用3-MA或shATG7阻断自噬,观察对BX795作用的影响。

7

体内验证HBsAg对先天免疫和自噬的影响

在动物模型中验证HBsAg对干扰素信号和自噬的影响。

HBs-Tg小鼠与WT小鼠注射poly(I:C)后检测肝组织IRF3核转位、干扰素和ISG表达;检测LC3、TBK1、p62、SNAP29表达及自噬体。

8

慢性HBV患者肝组织验证

验证慢性HBV感染中先天免疫和自噬的变化。

收集慢性HBV和非HBV患者肝组织,进行免疫组化和免疫荧光染色检测p-TBK1、p-IRF3、p-p62、p62、SNAP29及LC3和LAMP1。

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/F-12培养基Gibco--
胎牛血清Gibco10099141C
青霉素-链霉素----
阿霉素----
脂质体转染试剂2000Invitrogen11668030
聚乙烯亚胺Sigma9002-98-6
脂多糖Sigma AldrichL2880
Earle's平衡盐溶液Sigma AldrichE7510
聚肌胞苷酸Sigma Aldrich31852-29-6
胸腺DNASolarbioD8050
巴弗洛霉素A1SolarbioA8510
BX795APExbioA8222
雷帕霉素APExbioA8167
氯喹APExbioA8628
3-甲基腺嘌呤APExbioA8353
聚乙二醇8000Sigma-Aldrich89610
蛋白酶抑制剂混合物MedChemExpressHY-K0012
蛋白A/G琼脂糖Pierce20421
非变性凝胶上样缓冲液ServicebioG2034-1ML
非变性凝胶ServicebioG2042-50T
TRIzol试剂Invitrogen15596026
TRUEscript H Minus M-MuLV逆转录酶Aidlab BiotechnologiesPC1703
通用SYBR Green快速qPCR预混液ABclonalRK21203
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE2920
Polybed 812树脂Polysciences025950-1
透射电子显微镜(JEM-1400plus)JEOL--
GraphPad Prism 8GraphPad--
抗Flag抗体Medical & Biological LaboratoriesM185-3L
抗HA抗体Medical & Biological LaboratoriesM180-3
抗Myc抗体Medical & Biological LaboratoriesM192-3
抗TBK1抗体ABclonalA3458
抗磷酸化TBK1抗体ABclonalAP1418
抗IRF3抗体ABclonalA19717
抗磷酸化IRF3抗体ABclonalAP1412
抗p62抗体ABclonalA19700
抗LC3B抗体ABclonalA19665
抗BiP抗体ABclonalA4908
抗ATF4抗体ABclonalA0201
抗ATG7抗体ABclonalA19604
抗SNAP29抗体ABclonalA4290
抗LAMP1抗体ABclonalA21194
抗GAPDH抗体ProteinTech60004-1-Ig
抗GFP抗体ProteinTech66002-1-Ig
抗Lamin A/C抗体ProteinTech10298-1-AP
抗磷酸化p62抗体ImmunoWayYP1505
抗HBsAg抗体Biossbs-1557G
抗山羊IgG-Cy3Absinabs20028
抗小鼠IgG-CY3Absinabs20142
抗小鼠IgG-FITCAbsinabs20012
抗兔IgG-FITCAbsinabs20023
抗小鼠IgG-HRPBiodragonBF03001
抗兔IgG-HRPBiodragonBF03008
抗山羊IgG-HRPBiodragonBF03015
仙台病毒株----
甲型流感病毒PR/8/34 (H1N1)----
重组水疱性口炎病毒(VSV-GFP)----
重组单纯疱疹病毒(HSV-GFP)----

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
细胞培养与处理
细胞系:Huh7、HepG2、HepG2-hNTCP、HepAD38;培养基:DMEM/F-12、PMM;血清浓度:10% FBS;抗生素:100 U/ml青霉素、100 mg/ml链霉素;培养条件:5% CO2、37°C
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and transfection
刺激与感染
LPS浓度:4 μg/ml;poly (I:C)浓度:10 μg/ml;HT-DNA浓度:10 μg/ml;SeV感染MOI:1;HSV-GFP/VSV-GFP感染
阅读提示:Materials and methods: Plasmids, antibodies, and reagents; Results: HBsAg negatively regulates IFNβ through TBK1
抑制剂处理
BX795浓度:1 μM;BafA1浓度:100 nM;CQ浓度:10 μM;RAPA浓度:2.5 μM;3-MA浓度:2.5 mM
阅读提示:Materials and methods: Plasmids, antibodies, and reagents; Results: HBsAg-induced autophagy
转染条件
转染试剂:Lipofectamine 2000、PEI;转染时间:例如24h、36h、48h
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and transfection
动物实验
小鼠品系:C57BL/6J-TgN (AlblHBV) 44Bri(HBs-Tg)和WT C57BL/6;年龄:9周龄;注射剂量:poly (I:C) 5 mg/kg;注射途径:尾静脉;注射体积:1 ml/kg PBS;观察时间:24h
阅读提示:Materials and methods: Mice; Results: HBsAg modulates innate immunity and autophagic flux in HBs-Tg mice
HBV制备与感染
HepAD38细胞培养天数:3天;HBV浓缩:100倍;感染剂量:1000基因组当量;感染时间:约16小时
阅读提示:Materials and methods: Preparation of HBV from HepAD38 cells and infection with HepG2-hNTCP cells
检测方法
qRT-PCR引物序列:表S3;RNA提取:TRIzol;免疫印迹:抗体稀释浓度未明确;荧光显微镜:LC3阳性斑点计数30个细胞
阅读提示:Materials and methods: RNA quantification; Confocal microscopy; Evaluation of autophagy flux