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科研进展

Journal of Virology | 李文辉实验室揭示单细胞内HBV基因组cccDNA的转录特征

发布时间:2022/12/30

2022年12月7日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院李文辉实验室在Journal of Virology杂志发表题为“Nonproductive Hepatitis B Virus Covalently Closed Circular DNA Generates HBx-Related Transcripts from the HBx/Enhancer I Region and Acquires Reactivation by Superinfection in Single Cells”的研究论文。论文聚焦乙肝病毒(HBV) 感染细胞核内关键分子cccDNA的转录,发现在持续感染时,非活跃复制的HBV cccDNA分子仍可在其HBx/Enhancer I区域产生转录本。虽然这种非活跃cccDNA不能表达病毒的结构蛋白和产生子代病毒,但能够被病毒的超感染(或再次感染)重新激活,产生活跃复制。该论文工作被杂志编辑精选为“editor’s pick”。


HBV感染仍然是全球范围内的公共健康问题。目前广泛使用的核苷(酸)类药物如恩替卡韦、替诺福韦等可以有效抑制但并不能消除HBV的感染。已知在肝脏器官层面,HBV的持续感染意味着在任意时间点,肝脏中总有细胞在产生子代病毒;在细胞层面,HBV转录模板即共价闭合环状(ccc)DNA只有活跃转录,才能支撑病毒在同一细胞内的复制过程,包括子代病毒的产生。但是,在更为基本的分子层面,同一细胞内的几个不同cccDNA分子的转录模式及协调机制如何,以及由此带来的不同细胞之间的相互影响,等根本问题并没有答案。而厘清这些基本的病毒学问题对于深入理解HBV在肝脏中的持续感染,以彻底抑制HBV复制及制定乙肝的功能性治愈策略十分重要。




本研究作者通过灌注分离已建立HBV持续性感染的人源化肝脏FRG小鼠的肝脏单细胞,运用5’单细胞转录组测序结合HBV DNA FISH影像研究和病毒学分析,发现:在一个细胞内,不同cccDNA要么全部都活跃转录,产生HBV各个转录本;要么都处于非活跃转录状态,不转录病毒结构基因和产生子代病毒,而仅在HBx/Enhancer I区域产生转录本;非活跃转录的cccDNA能够有效地被新的一轮病毒感染(超感染)所激活。 病毒HBx蛋白在协调同一细胞内cccDNA转录模式和超感染激活中起重要作用。阻断HBV在肝内持续传播和超感染,提高处于病毒非活跃转录状态肝细胞的比例,可能有重要治疗意义。


李文辉实验室博士生彭博为本论文第一作者,景致毅,周忠敏,孙银燕博士对本工作有重要贡献,其他作者包括郭桂兰,谭泽西,刁妍,姚奇艳,平易,李学磊,任腾飞,黎斌博士;李文辉博士为本文通讯作者。北京生命科学研究所辅助中心生物文库中心和影像中心提供了重要的技术支持。该研究由科技部、北京市科委、清华大学等资助,在北京生命科学研究所完成。



论文链接

https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.01717-22