NLR家族成员X1突变(p.Arg707Cys)抑制肝细胞中乙型肝炎病毒感染并促进视黄酸诱导基因1与线粒体抗病毒信号蛋白的相互作用

An NLR family member X1 mutation (p.Arg707Cys) suppresses hepatitis B virus infection in hepatocytes and favors the interaction of retinoic acid-inducible gene 1 with mitochondrial antiviral signaling protein.

作者信息Qian Jiao, Shu Zhu, Baolin Liao, Huiyuan Liu, Xiaoyan Guo, Lina Wu, Chuming Chen, Liang Peng, Chan Xie
PMID39499386
发布时间2024-11-05
DOI10.1007/s00705-024-06133-0

实验完整度

包含体外细胞模型、过表达质粒构建、病毒感染、RT-qPCR、Western blot、ELISA、IHC、Co-IP和荧光素酶报告实验,但缺乏体内动物模型和患者样本验证,机制验证部分尚不完整。

主要模型

Huh7-NTCP细胞系 HBV感染的Huh7-NTCP细胞模型

重点核对

Huh7-NTCP细胞稳定过表达NTCP WT和MT NLRX1过表达质粒的构建及验证 HBV感染条件(10% HBV血清,3×10^8拷贝/孔) NLRX1突变对HBV RNA、HBsAg、HBcAg水平的影响 NLRX1突变对IFN/NF-κB通路标志物(p-p65、p-IRF3、p-IRF7)的影响

摘要

NLR家族成员X1(NLRX1)是NOD样受体(NLR)家族的重要成员,在免疫系统调节中发挥独特作用。乙型肝炎病毒(HBV)感染患者比健康个体更可能携带NLRX1突变p.Arg707Cys。已有报道表明,NLRX1可增加表达牛磺胆酸钠共转运多肽(NTCP)的HepG2细胞中HBV的感染率。然而,NLRX1突变(p.Arg707Cys)在肝炎中的作用尚不清楚。我们使用LV003慢病毒构建了稳定过表达NTCP的Huh7细胞。首先,构建了野生型(WT)和突变型(MT)NLRX1过表达质粒。MT质粒含有WT过表达质粒第707位点的点突变。然后,将WT或MT NLRX1过表达质粒转染Huh7-NTCP细胞,并使用实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质印迹分析后续NLRX1表达。使用RT-qPCR测定HBV RNA水平。通过免疫组织化学确认HBsAg和HBcAg水平。使用酶联免疫吸附测定试剂盒测定干扰素α(IFN-α)、白细胞介素6(IL-6)和I型干扰素β(IFN-β)水平。使用蛋白质印迹检测p-p65、p-干扰素调节因子(IRF)3和p-IRF7的表达水平。通过免疫共沉淀确认NLRX1与视黄酸诱导基因(RIG)-1/线粒体抗病毒信号(MAVS)蛋白的相互作用。通过双荧光素酶报告基因实验分析NLRX1与IFN-α、IL-6或IFN-β的相互作用。转染WT NLRX1或MT NLRX1表达质粒的感染细胞中HBV RNA、HBsAg和HBcAg水平高于未转染对照组;并且这些水平在转染MT NLRX1的细胞中低于转染WT NLRX1的细胞。转染WT NLRX1或MT NLRX1的细胞中IFN-α、IFN-β、IL-6、p-p65、p-IRF3和p-IRF7的水平低于对照细胞。转染MT NLRX1的细胞中IFN-β、p-p65、p-IRF3和p-IRF7的水平高于转染WT NLRX1的细胞。此外,NLRX1竞争性抑制RIG1与MAVS的结合,但MT NLRX1中的突变降低了这种抑制作用。另外,NLRX1降低了IFN-α、IFN-β和IL-6的启动子活性。我们的发现表明,NLRX1是抑制肝细胞抗HBV能力的调节因子,而NLRX1中的p.Arg707Cys突变抑制HBV感染并激活IFN/核因子κB通路。

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
NLRX1突变(p.Arg707Cys)在HBV感染中的作用及其分子机制。
核心机制
NLRX1通过竞争性抑制RIG1与MAVS的结合来抑制IFN/NF-κB通路,而p.Arg707Cys突变减弱了这种抑制作用,从而增强RIG1-MAVS相互作用,激活IFN/NF-κB通路。
主要证据
在HBV感染的Huh7-NTCP细胞中,过表达MT NLRX1相比WT NLRX1降低HBV RNA、HBsAg和HBcAg水平,提高IFN-β、p-p65、p-IRF3和p-IRF7水平,并通过Co-IP显示MT NLRX1增强RIG1与MAVS的结合。
研究意义
NLRX1(p.Arg707Cys)可能成为慢性HBV免疫治疗的新靶点,通过RIG1/MAVS和TRAF6-NF-κB通路调节抗HBV免疫反应。

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NLRX1野生型及突变体过表达质粒

获得携带p.Arg707Cys点突变的NLRX1突变质粒,用于比较野生型与突变型的功能差异。

基于NCBI序列(NM_001282143.1)合成NLRX1基因,构建LV003载体中的WT和MT NLRX1过表达质粒,MT质粒包含第707位氨基酸由精氨酸突变为半胱氨酸的点突变。

2

构建稳定过表达NTCP的Huh7细胞系

建立NTCP表达细胞模型,使Huh7细胞能够支持HBV感染。

将NTCP cDNA克隆至LV003载体,转染293T细胞包装慢病毒,感染Huh7细胞,经嘌呤霉素筛选获得稳定细胞系。

3

HBV感染实验

在细胞模型中模拟HBV感染,评估NLRX1突变对病毒感染效率的影响。

将Huh7-NTCP细胞接种于胶原包被的培养板,以含HBV血清的培养基感染。

4

WT/MT NLRX1过表达及HBV感染效应检测

比较野生型与突变型NLRX1对HBV感染水平及免疫通路的影响。

分别转染WT和MT NLRX1质粒至Huh7-NTCP细胞,感染HBV后,检测HBV RNA、HBsAg、HBcAg、细胞因子及信号通路蛋白。

5

机制探究:NLRX1突变对RIG1/MAVS相互作用及下游信号的影响

阐明NLRX1突变是否通过影响RIG1-MAVS相互作用来调节IFN/NF-κB通路。

通过免疫共沉淀分析MAVS与RIG1的结合,通过双荧光素酶报告基因检测IFN-α、IFN-β、IL-6启动子活性。

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
LV003载体GenePharma--
His标签Orgenbiotech--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Biological Industries--
FuGENE 6转染试剂Roche--
嘌呤霉素Thermo Fisher ScientificA11138
I型胶原----
聚乙二醇8000Sigma-AldrichP2139
二甲基亚砜Sigma-Aldrich6164
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒KeyGEN BioTECHKGB2101
SDS-PAGE凝胶ElabscienceE-IR-R306
PVDF膜Roche--
HRP标记二抗Abcamab6789或ab97051
增强化学发光底物试剂盒Amersham Biosciences Inc.--
HBcAg抗体Santa Cruzsc-23947
HBsAg抗体Santa Cruzsc-53299
NLRX1抗体Proteintech17215-1-AP
RIG1抗体CST3743T
MAVS抗体Abcamab31334
p65抗体Abcamab7970
p-p65抗体CST3033S
IRF7抗体CST13014
p-IRF7抗体CST12390
IRF3抗体CST4302
p-IRF3抗体CST29047
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
TRNzol Universal试剂TianGen--
PrimeScript RT反转录试剂盒Takara--
SYBR Premix Ex Taq IITakara--
IFN-α ELISA试剂盒Abcam--
IFN-β ELISA试剂盒Abcam--
IL-6 ELISA试剂盒Abcam--
山羊血清Gibco16210
HBs抗体----
HBc抗体----
山羊抗小鼠/兔IgG抗体Abcam--
链霉亲和素-生物素复合物Boster Biological Technology Co., Ltd.SA1054
DAB显色试剂盒Invitrogen--
中性树胶AladdinN116470
光学显微镜Optec, Inc.CCD TP510
兔IgG同型对照BosterBM4020
蛋白A琼脂糖----
psiCHECK-2载体----
双荧光素酶报告基因检测试剂盒TransGenFR201

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
构建NTCP过表达细胞系
Huh7细胞感染慢病毒时的MOI=10,polybutadiene浓度8 µg/mL,嘌呤霉素筛选浓度2 µg/mL
阅读提示:Methods: Construction of Huh7 cells overexpressing sodium taurocholate transporting polypeptide
HBV感染
I型胶原包被浓度50 µg/mL,HBV血清用量10%(3×10^8拷贝/孔),PEG 8000浓度4%,DMSO浓度2%,感染时间48小时
阅读提示:Methods: Hepatitis B virus infection
质粒转染
Huh7-NTCP细胞密度1×10^5 cells/well,转染试剂Lipofectamine 2000
阅读提示:Methods: Cell transfection
Western blot
蛋白上样量40 µg,SDS-PAGE浓度10%,一抗稀释度(如NLRX1 1:2000,GAPDH 1:8000)
阅读提示:Methods: Western blot assay
RT-qPCR
RNA提取试剂TRNzol,反转录试剂盒PrimeScript RT,SYBR Premix Ex Taq II,引物序列见表1
阅读提示:Methods: Real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR)
免疫共沉淀
蛋白浓度1 µg/µL,IP抗体MAVS (ab31334),蛋白A琼脂糖用量100 µL,洗脱条件
阅读提示:Methods: Coimmunoprecipitation
荧光素酶报告基因
细胞密度1×10^5 cells/well,共转染WT/MT NLRX1及报告质粒,检测时间48小时
阅读提示:Methods: Luciferase reporter gene experiments