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控制感染的HBV的cccDNA的功能--翻译

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发表于 2011-5-22 20:23 |显示全部帖子
本帖最后由 lifevendor 于 2011-5-22 20:24 编辑

Control of cccDNA function in hepatitis B virus infection 控制感染的HBV的cccDNA的功能
Massimo Levrero1,2,3,*, Teresa Pollicino4, Jorg Petersen5, Laura Belloni6,
Giovanni Raimondo4, Maura Dandr


1 cccDNA 和乙肝复制


在感染乙肝病毒之后,病毒的核心颗粒(nucleocapsid)被释放到细胞质当中(cytoplasm)病毒的基因组DNAgenomic DNA)进入到细胞核里面(cell nucleus, 这个时候病毒的DNA还是部分双螺旋的,另外这个结构也是松弛的环状结构(relaxed circular RC. 这个结构可以转化成工价键合的闭环的环状DNA covalently closed circular DNA[2,3]. 从分子生物学上来说,cccDNA的形成需要;a)除掉病毒的DNA聚合酶,该聚合酶是共价的连接在DNA的负链的5’端; b) 除掉5’端的一段连在正链的RNA oligomer低聚体(oligomer), RNA oligomer用于正链的DNA合成;c) 准确的去除掉负链多余的尾部 shortterminal redundancyd)细胞内的复制机制完成正链的合成,注意在rcDNA中正链的初始长度是变化的e) ligation连接病毒的两端DNA(正链和负链)[4]. 在肝癌(hepatoma)细胞复制系统中,cccDNA主要由含有准确的交叉序列的rcDNA而来,不同于DHBV(鸭模型)和人肝系统,通过积累没有蛋白(protein free PF-RC DNArcDNA(病毒的逆转录酶已经脱离了的情况)。RF-rcDNA,不同于RT连接的rcDNA包含完整的,成熟的plus-strandDNA这些证明RT在成熟的病毒颗粒中更趋于脱离RC-DNA一小部分的cccDNA也可以通过细胞内的NHEJnonhomologous end joining)机制来完成。但是,这个过程”illegitimatereplication”导致的cccDNA会有小的序列缺失(deletion)或者是插入(insertion)可以阻止病毒的继续复制。







化妆成稳定的,不整合的minichromosome, cccDNA并不会通过宿主的半保留DNA复制机器来实现自我复制,但是它利用细胞的转译机器来转译所有病毒的RNAs,这些RNA用于病毒的繁殖和复制。必须注意的是,在鸭子模型中,肝细胞(hepatocytes)中的cccDNA主要来自于新和成的病毒颗粒,这些颗粒没有继续包装表面抗原和分泌到血液中,但是却被转移到细胞核内以保证累计,为了后续的保持cccDNA池【9,10】。因此,这些研究提示,反复感染不是保证cccDNA池的必须条件,换句话说,cccDNA池不受反复感染影响。动物模型给出每个感染的肝细胞含有150cccDNA3,11-13并且单细胞分析告诉我们细胞与细胞之间所含有的cccDNA数量变化明显,鸭模型中,很多细胞仅含有一个cccDNAps:可能和细胞核大小有关)。但是,病毒还有宿主通过那些因素来控制cccDNA的形成还有cccDNA池的大小还不是十分清楚。一个负反馈机制包括鸭子DHBV病毒的大的表面蛋白(LS)可以抑制cccDNA的扩增【15,16】:当细胞核中cccDNA达到10-50 拷贝,足够的LS蛋白被生产,这些蛋白可以有效的关闭cccDNA的扩增路径,转而导向成熟的病毒核心颗粒(包含rcDNA的)去和表面蛋白组装并向细胞外分泌。


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发表于 2011-5-23 07:17 |显示全部帖子
本帖最后由 lifevendor 于 2011-5-23 07:21 编辑

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2. control of cccDNA pool in hepadnavirusinfection

cccDNA在非活动性的(quiescent)肝细胞中非常的稳定,cccDNA池可能可以通过不同的途径来减少:整个细胞的死亡,细胞的繁殖导致的稀释和发炎性细胞素(infammatory cytokines)的修复机制。最近,有人提出通过抑制cccDNA的表达活性可以降低cccDNA池。大部分关于cccDNA池的信息来于woodchunk模型[17]. 必须强调的是,HBVWHVcccDNA动态方面和病毒DNA整合的有效性和机制之前不一样。通常, cccDNA可以长期稳定存在非活动性肝细胞中,同时不影响他们的病毒性。从另一方面,细胞的有丝分裂可能导致cccDNA的稀释和减少,因此,肝细胞为了弥补被T细胞杀死的感染的肝细胞而分裂的时候,系统会趋向于选择没有cccDNA的新的细胞。急性感染中,病毒几乎可以感染整个肝部的细胞,但是从恢复的肝脏中,也可以发现没有被感染的肝细胞,而这些肝细胞都由感染过的肝细胞转换而来【17,18】。在病毒清除过程中,抗病毒细胞素(antiviral cytokines)被认为可以阻止病毒的复制和新的cccDNA的合成。清除被感染的肝细胞可以通过3种形式(modality)在病毒复制的过渡阶段和cccDNA第一模式:cccDNA主要通过细胞素(cytokines)清除, 细胞死亡和细胞扩增在这里没有贡献太多{治愈模型}。第二中模式,细胞素限制细胞液中病毒的复制和新的cccDNA的形成,但是对已经成型的cccDNA没有任何作用,已成型的cccDNA仅能通过细胞死亡和有丝分裂的稀释来完成,这样的话,需要更新0.7倍的整个肝部细胞的总重量才能清除cccDNA{死亡和补偿扩增模型},第三种模型:cccDNA可以承受细胞的有丝分裂,病毒不断的以平均的方式(binomial?)传递给子代细胞,cccDNA的清除仅可以通过清除受感染的细胞来完成,这样的话,需要更新的肝细胞超过肝脏总质量的2.5{细胞死亡模型}reivewed in 17. 计算机模拟实验显示,在恩替卡韦和没有恩替卡韦处理的短期感染的土拨鼠里面,cccDNA的清除除了需要细胞死亡外,同时也有细胞素的压制和有丝丝分裂导致的减少【19】。在慢性感染的土拨鼠中,由于可以发现未受感染的细胞,这些细胞没有cccDNA,但是可以发现感染过留下的病毒整合痕迹,因此cccDNA的清除并不需要细胞的死亡【20,21】。因为在土拨鼠中,肝细胞的死亡和新生通常发生在慢性感染的土拨鼠肝脏中,因此另一个假设可能是通过细胞分裂,子代存活的肝细胞有保留了整合的病毒痕迹,而cccDNA却在有丝分裂过程中被排除【20,21】。因此,在慢性感染中,杀死肝细胞并不仅仅是清除受感染的细胞,同时也促使肝细胞的扩增(从另一方面说,因为扩增可以减少cccDNA)。另一方面,少量的cccDNA可以长期不确定的存留下来,这也许可以解释临床上清除的HBV感染者,却对HBV有终生免疫反应【22,23】。




由于HBV 聚合酶抑制剂并不能直接影响cccDNA,但是通过减少细胞液中病毒颗粒的数量,导致更少的病毒进入细胞核转化为cccDNA,而且血液中也将有更少的病毒颗粒进入细胞,这些都可以导致cccDNA的含量减少。按照这种方式,cccDNA的清除需要很多年的核苷类药物的抗病毒治疗,但是这样会导致耐药物种的出现【24】。更重要的是,当细胞面临新的一轮的感染的时候,当下的核苷类药物并不能阻止cccDNA的形成【25-27】,(ps,病毒颗粒直接进入细胞核内提供rcDNA)。临床提示就是,在抗病毒治疗中,血液中保持的长期的病毒数量,这些病毒数量可能来自于新一轮的细胞被感染。同时给予不同机制的抗病毒处理,可以或许,限制肝细胞的再感染【28-31】,因此必须寻求新的治疗方案来彻底清除cccDNA

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1.似乎cytokines的作用在临床上也是可以观察到的。干扰素治疗过程中,ALT长期在正常值以上,血清HBVDNA也长期可测,结果与此同时,B超影像检查却普遍发现肝脏情况得到很大程度改善。

2.CCCDNA的感染机制要分阶段描述。

无论如何,这是一篇不错的文献。

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发表于 2011-5-23 15:09 |显示全部帖子
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Interferon 一种cytokine, IL-7也是.

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回复 temp 的帖子

1.似乎cytokines的作用在临床上也是可以观察到的。干扰素治疗过程中,ALT长期在正常值以上,血清HBVDNA也长期可测,结果与此同时,B超影像检查却普遍发现肝脏情况得到很大程度改善。
你有cytokines和干扰素之间的关系吗?


点评

bigben446  前面StephenW已经贴了:Interferon是一种cytokine, IL-7也是.:)  发表于 2011-5-23 22:20
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本帖最后由 lifevendor 于 2011-6-28 11:25 编辑

回复 lifevendor 的帖子

4 HBV慢性感染者中的cccDNA的活性和量化


高选择性的实时PCR对了解病毒复制活性提供了方法【50,51】通过监测血清的或者是肝内的DNA的含量,来判断抗病毒治疗的有效性28,30,45】。包括特定的检测和量化Biopsies(组织切片)中cccDNA 的含量。研究显示,cccDNA随着不同阶段的HBV感染,数量变化非常明显,对于正在发生HbeAg血清转换的病人,初始治疗中cccDNA的含量普遍比较低。【45】。对于HbeAg阴性的低血清病毒的病人,cccDNA的含量一般都很低(>1 log)但是同时有低的复制效率,(复制效率定义为:每个cccDNA产生的rcDNA的数量)【51】。通过量化测量HBV RNA的转译率发现,在HbeAg阴性患者中,pgRNA的含量处于一个稳定的低含量状态,这也和DNA检测证实的病毒低复制率相符合。


pgRNArcDNA 数量呈现良好的相关性,这说明HBeAg阴性的患者中病毒复制的减少,并不是来自于逆转录的效率的改变【】。令人惊讶的是,病毒产率的下降和PC/BCP变体的出现没有关连,因为在HBeAg阴性患者中,病毒的产率很低并且检测不到PC/BCP变异【51】。虽然在HbeAg阳性患者中,病毒的定量和肝细胞中cccDNA的量相关联,但是在HbeAg阴性患者中,血清的病毒含量和细胞内的cccDNA含量的相关性很差,这说明病毒产率在HbeAg阴性患者中明显降低,在HbeAg阴性患者中,血清病毒含量并不能够用于预测肝细胞的感染。【28,51】。每个cccDNAPreS/S RNA的转译程度和每个cccDNA对应的HbsAg的浓度在HbeAg阴性和阳性组中变化并不明显,因此说明,在HbeAg阴性患者中,仅仅是病毒的复制路径被破坏掉了,因此HBV慢性感染中,病毒颗粒和次病毒颗粒的生产可能通过不同的调控机制实现【51】。


尽管如此,治疗初始HbeAg阴性患者中的地病毒复制率的分子机制任然不清楚

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lifevendor 发表于 2011-5-23 15:13
回复 temp 的帖子

1.似乎cytokines的作用在临床上也是可以观察到的。干扰素治疗过程中,ALT长期在正常值以 ...

好象没有。我已经很久没学习文章了。

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发表于 2011-6-1 09:50 |显示全部帖子
筛选抗病毒药物
对抗病毒药物的不断研发,给慢性乙肝患者提供了更多治疗选择。但如前所述,目前的抗病毒药物均不能有效清除cccDNA,因此,开发新的、能清除cccDNA的药物是患者和医生共同的期待。鉴于cccDNA的形成是在细胞核内进行的,因此,能清除cccDNA的药物必须能干预细胞核内cccDNA形成。由于核苷类药物只能干预细胞浆内前基因组RNA逆转录形成病毒DNA负链和以负链为模板进行正链延伸的过程,自然就不能清除cccDNA。
遗憾的是,cccDNA分子在细胞内形成的一些关键环节,目前还不清楚或存在争论,例如:① rcDNA分子究竟是如何通过核转位从细胞浆进入肝细胞核内的?② rcDNA在细胞核内被去掉负链的末端蛋白和正链寡RNA帽是如何实现的?③ 补齐rcDNA两条链的缺口,所需要的DNA聚合酶来自于病毒自身还是宿主?④ cccDNA从环状双链分子进一步折叠形成超螺旋分子,显然需要具有解旋、拓扑异构等生物学活性酶的参与,这些酶是来自病毒还是宿主?上述过程的阐明,将有助于指导开发新的、可能清除cccDNA的抗病毒药物。

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lifevendor 发表于 2011-5-22 20:23
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Massimo Levrer ...

研究hbv,和cccDNA应该是主要从化学角度去看吧,而不是物理角度?因为hbv和cccDNA是在分子水平上,而不是原子水平上的。可以这么说吗?

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发表于 2011-6-2 06:19 |显示全部帖子
回复 cshbv 的帖子

应该都是在分子水平上面。
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