CN104955837A - Hbv和/或hdv易感细胞、细胞系和非人动物的开发 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新颖乙型肝炎病毒(HBV)和/或丁型肝炎病毒(HDV)受体及其用于开发易受HBV和/或HDV感染且可用于免疫学研究和/或用于筛选药物、进入后限制因子和宿主依赖因子的细胞、细胞系和非人动物的用途。其进一步涉及所述受体用于鉴定可用于治疗HBV和/或HDV感染的化合物的用途。
Description
本发明涉及新颖乙型肝炎病毒(HBV)和/或丁型肝炎病毒(HDV)受体及其用于开发易受HBV和/或HDV感染且可用于免疫学研究和/或用于筛选药物、进入后限制因子和宿主依赖因子的细胞、细胞系和非人动物的用途。其进一步涉及所述受体用于鉴定可用于治疗HBV和/或HDV感染的化合物的用途。
人乙型肝炎病毒(HBV)引起急性和慢性肝脏感染。3.5亿人持续感染(Cornberg等人, Minerva Gastroenterol Dietol 2010, 56(4), 451-465)。慢性乙型肝炎仍将是一个主要的全球健康问题,尽管有疫苗可用。治疗(IFNα和五种核苷类似物)是有限的,且主要是非治愈性的。
HBV是嗜肝DNA病毒科的成员。嗜肝DNA病毒是最小的包膜DNA病毒,其经由pgRNA中间体的逆转录复制。在装配过程中,核衣壳获取称为大(L)、中(M)和小(S)的三种病毒包膜蛋白。它们被编码在一个开放阅读框中,并且共享对于膜锚定所需的S结构域。除了S-结构域以外,M含有55个氨基酸的N端亲水性延伸(preS2),而L进一步延伸107、117或118个氨基酸(基因型依赖性),被称为preS1 (Urban, Future Virol. 2008, 3(3), 253-264)。丁型肝炎病毒(HDV)是利用HBV包膜蛋白用于进入肝细胞的卫星拟病毒。已知L的肉豆蔻酰化的preS1-结构域在HBV和HDV感染性中发挥关键作用。
嗜肝DNA病毒显示显著的物种特异性。小鼠和大鼠对于HBV是抗感染的事实已归因于缺乏一种或多种进入因子或存在进入后限制因子(post-entry restriction factor)。由于将质粒编码的HBV-基因组递送至非易感物种的肝细胞促进病毒体分泌,所以假设宿主约束条件与早期感染事件相关。HBV的另一个特点是在体内选择性感染肝细胞的效力。物种特异性和非凡的肝脏向性与HBV感染的早期步骤(例如,特异性受体识别)相关的假说是有吸引力的。
目前,只有原代人(PHH)、原代缅甸树鼩(tupeia belangeri)(PTH)肝细胞和分化的HepaRG细胞支持完整的HBV复制周期。后者是DMSO处理后能够分化成PHH样细胞的肝祖细胞系。原代小鼠(PMH)和原代大鼠肝细胞(PRH)对于HBV是抗感染的。因此,小鼠和大鼠既不支持从头HBV感染,也不支持病毒传播。(具有免疫能力的)小动物模型的缺乏是HBV研究的一个主要障碍,所述HBV研究要求阐明潜在的分子限制因子。其导致开发替代系统,如具有超长(over-length) HBV基因组的整合物的HBV转基因小鼠,或免疫缺陷的PHH移植的uPA/Scid小鼠。
本发明人先前已经鉴定了HBV L-蛋白衍生的脂肽,其阻断HBV和HDV感染PHH和HepaRG细胞(Gripon等人, J Virol 2005, 79(3), 1613-1622; Schulze等人, J Virol 2010, 84(4), 1989-2000; WO 2009/092611 A1)。它们代表了HBV的preS1-结构域的N-端47个氨基酸(HBVpreS/2-48myr),并且包括天然存在的肉豆蔻酸修饰。由于细胞与HBVpreS/2-48myr预孵育阻断感染,因此它们据推测针对受体(address a receptor),然而,所述受体是迄今未知的。
因此,本发明的一个目标是鉴定负责这些HBV L-蛋白衍生脂肽的结合的受体。
本发明的一个进一步目标是开发通过表达所述受体易受HBV和/或HDV感染的细胞和细胞系。
本发明的又一个进一步目标是提供易受HBV和/或HDV感染的非人转基因动物。
此类转基因细胞、细胞系和动物然后可用于免疫学研究和/或用于筛选药物、进入后限制因子和宿主依赖因子(host dependency factor)。此外,新鉴定的受体可用于鉴定可用于治疗HBV和/或HDV感染的进一步化合物。
本发明的目标通过乙型肝炎病毒(HBV)或丁型肝炎病毒(HDV)受体解决,所述乙型肝炎病毒(HBV)或丁型肝炎病毒(HDV)受体具有
(a) SEQ ID NO:1代表的氨基酸序列,或
(b) 包含以下的氨基酸序列,
SEQ ID NO:2或与SEQ ID NO:2至少90%、优选至少91%、更优选至少92%相同的氨基酸序列,和
具有通式Pro-Tyr-X-Gly-Ile [SEQ ID NO:11]的氨基酸序列,其中X选自Lys、Arg和Val。
本发明的目标还通过乙型肝炎病毒(HBV)或丁型肝炎病毒(HDV)受体解决,所述乙型肝炎病毒(HBV)或丁型肝炎病毒(HDV)受体具有
(a) SEQ ID NO:1代表的氨基酸序列,或
(b) 包含以下的氨基酸序列,
SEQ ID NO:2或与SEQ ID NO:2至少90%、优选至少91%、更优选至少92%相同的氨基酸序列,和
在对应于SEQ ID NO:1的氨基酸158的位置具有Gly或在对应于SEQ ID NO:1的氨基酸158和159的位置具有序列Gly-Ile。
SEQ ID NO:1是人牛磺胆酸钠协同转运多肽NTCP/SLC10A1。
在本发明的优选实施方案中,“SEQ ID NO:1代表的氨基酸序列”是指与SEQ ID NO:1至少90%、优选至少91%、更优选至少92%、更优选至少95%或99%相同或与SEQ ID NO:1相同的氨基酸序列。
所述氨基酸序列(b)优选包含两个区域或结构域:
(1) 包含人NTCP的氨基酸265至291(或具有至少90、91或92%同一性的序列)的区域或结构域
(2) 包含具有以下通式的氨基酸序列的区域或结构域
其中X选自K、R和V。
在一个实施方案中,所述氨基酸序列(b)的区域或结构域(2)包含(至少)
- Gly,其在对应于SEQ ID NO:1的氨基酸158的位置,
诸如在具有通式PYXGI [SEQ ID NO.:11]的氨基酸序列中;
或
- 包含或具有在对应于SEQ ID NO:1的氨基酸158和159的位置的序列Gly-Ile,
诸如在具有通式PYXGI [SEQ ID NO.:11]的氨基酸序列中。
在一个实施方案中,所述氨基酸序列(b)不包含多于450个氨基酸,优选不多于400个氨基酸。
在一个实施方案中,所述氨基酸序列(b)进一步包含氨基酸序列。
在该实施方案中,所述氨基酸序列(b)包含三个区域或结构域:
(1) 包含人NTCP的氨基酸265至291(或具有至少90、91或92%同一性的序列)的区域或结构域
(2) 包含具有以下通式的氨基酸序列的区域或结构域
其中X选自K、R和V。
(3) 包含以下氨基酸序列的区域或结构域
。
本发明的目标还通过如上定义的具有选自SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:3至8的氨基酸序列的HBV或HDV受体来解决。
本发明的目标还通过编码如上定义的HBV或HDV受体的分离的核酸序列、优选DNA序列来解决。
本发明的目标还通过包含如上定义的核酸序列的载体来解决。
在一个实施方案中,所述载体是病毒转移载体,优选选自慢病毒载体、逆转录病毒载体、疱疹病毒载体、腺病毒载体、杆状病毒载体和腺伴随病毒(AAV)载体。慢病毒载体允许产生稳定细胞系,腺病毒载体和AAV可用于体外转导原代肝细胞或体内转导小鼠,并且使它们瞬时易受HBV和/或HDV感染。
本发明的目标还通过包含如上定义的载体或包含如上定义的核酸序列的宿主细胞来解决,所述载体或核酸序列已被人为引入所述宿主细胞。
在一个实施方案中,术语“人为引入”是指这样的事实,所述核酸序列在非内源性启动子,例如天然不与所述宿主细胞中的所述核酸序列联系的启动子的控制下表达。
根据本发明的特别优选的细胞是癌细胞系、干细胞系和原代肝细胞,其中,优选地,所述癌细胞系选自肝细胞瘤细胞系,例如人、小鼠或大鼠肝细胞瘤细胞系。优选的人肝细胞瘤细胞系包括HuH7、HepG2和HepaRG。优选的小鼠肝细胞瘤细胞系包括Hep56.1D和Hepa1-6。在一个实施方案中,将所述原代肝细胞永生化。
本发明的目标还通过包含一种或多种转基因的转基因细胞或细胞系来解决,其中所述一种或多种转基因之一是如上定义的核酸序列,从而
使所述转基因细胞或细胞系易受HBV和/或HDV感染或
增加所述转基因细胞或细胞系对HBV和/或HDV感染的易感性,或者允许所述转基因细胞或细胞系结合HBV和/或HDV。
本发明的目标还通过包含如上定义的一种或多种转基因细胞或细胞系或包含一种或多种转基因的非人转基因动物来解决,其中所述一种或多种转基因之一是如上定义的核酸序列,从而
使所述转基因动物易受HBV和/或HDV感染或
增加所述转基因动物对HBV和/或HDV感染的易感性。
根据本发明的优选的非人转基因动物选自小鼠、大鼠、兔、豚鼠和非人灵长类动物,诸如食蟹猴和恒河猴。特别优选的转基因动物是小鼠。
在一个实施方案中,所述非人转基因动物具有免疫能力。
本发明的目标还通过从如上定义的非人转基因动物分离的肝细胞来解决。
本发明的目标还通过用于产生细胞的方法来解决,所述细胞易受HBV和/或HDV感染,或具有对HBV和/或HDV感染的增加的易感性,或者能够结合HBV和/或HDV,所述方法包括以下步骤
- 提供细胞,所述细胞不易受HBV和/或HDV感染,或者具有对HBV和/或HDV感染的低易感性,或者不能结合HBV和/或HDV;和
- 用如上定义的核酸序列或用如上定义的载体转染或转导所述细胞。
在一个实施方案中,所述细胞不易受HBV和/或HDV感染或不能结合HBV和/或HDV。
在一个实施方案中,所述方法进一步包括以下步骤
- 在所述转染或转导所述细胞的步骤之前,将细胞周期停滞或分化诱导剂添加至所述细胞。
在一个实施方案中,所述细胞周期停滞或分化诱导剂是DMSO,其中,优选地,添加DMSO至0.1至5% (v/v)、更优选0.5至2.5% (v/v)的范围中的最终浓度。
在一个实施方案中,所述方法进一步包括以下步骤
- 敲除或敲低所述细胞的一个或多个内源基因。
在一个实施方案中,所述细胞的所述内源基因是编码所述细胞的天然NTCP/SCL10A1多肽(即人NTCP/SCL10A1的同源物,其无法使所述细胞易受HBV和/或HDV感染和/或无法允许所述细胞结合HBV和/或HDV)的基因。此类敲除或敲低有助于防止内源(非人)基因的显性负效应。
在一个实施方案中,所述敲除或敲低所述细胞的一个或多个内源基因借助shRNA-载体来实现。在一个实施方案中,如上定义的核酸序列和shRNA两者都包含在单一载体中。
在一个实施方案中,所述方法进一步包括以下步骤
- 将所述细胞永生化,以获得所述细胞的稳定的细胞系。
在一个实施方案中,所述细胞选自肝细胞瘤细胞系,例如人肝细胞瘤细胞系,诸如HuH7、HepG2和,特别是,HepaRG。在另一个实施方案中,所述细胞是原代肝细胞。
本发明的目标还通过产生易受HBV和/或HDV感染的细胞的方法来解决,所述方法包括以下步骤
- 提供不易受HBV和/或HDV感染的细胞;和
- 通过同源重组修饰所述细胞的对应于编码SEQ ID NO:1的人基因的内源基因,以便
用SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:5的氨基酸192至200、优选氨基酸194至197替代对应于SEQ ID NO:1的氨基酸192至200、优选氨基酸194至197的氨基酸,和/或
用SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:4或SEQ ID NO:5的氨基酸155至165、优选氨基酸156至162替代对应于SEQ ID NO:1的氨基酸155至165、优选氨基酸156至162的氨基酸。
不希望受某种理论束缚,本发明人相信对应于氨基酸155至165、且特别是氨基酸157和158 (Gly)的区域参与HBV和/或HDV的结合,而对应于氨基酸192至200、且特别是氨基酸195至197 (Ile-Leu-Leu)的区域参与HBV和/或HDV感染(例如通过介导细胞进入步骤,诸如膜融合)。
本发明的目标还通过由上述方法获得的细胞和通过包含至少一种此类细胞的非人转基因动物,例如小鼠(诸如uPA/Scid小鼠)来解决。
本发明的目标还通过以下作为HBV或HDV的受体的用途来解决
(a) SEQ ID NO:1代表的氨基酸序列,或
(b) 包含以下的氨基酸序列,
SEQ ID NO:2或与SEQ ID NO:2至少90%、优选至少91%、更优选至少92%相同的氨基酸序列,和
具有通式Pro-Tyr-X-Gly-Ile [SEQ ID NO:11]的氨基酸序列,其中X选自Lys、Arg和Val。
在本发明的优选实施方案中,“SEQ ID NO:1代表的氨基酸序列”是指与SEQ ID NO:1至少90%、优选至少91%、更优选至少92%、更优选至少95%或99%相同或与SEQ ID NO:1相同的氨基酸序列。
也可以使用如上定义的氨基酸序列(b)的其他实施方案。
在一个实施方案中,所述用途包括以下步骤
- 将表达所述氨基酸序列的第一细胞暴露于已知结合所述HBV或HDV的受体的化合物且测量所述细胞的响应;
- 将表达所述氨基酸序列的所述第一细胞的相同类型的第二细胞暴露于怀疑结合所述HBV或HDV的受体的候选化合物且测量所述第二细胞的响应;和
- 将所述细胞的响应和所述第二细胞的响应进行比较,且基于此类比较确定所述候选化合物是否结合所述HBV或HDV的受体。
已知结合所述HBV或HDV的受体的化合物包括某些HBV preS-衍生脂肽,如,例如,WO 2009/092611 A1中所定义。
本发明的目标还通过用于鉴定可用于治疗HBV和/或HDV感染的化合物的方法来解决,所述方法包括鉴定结合如上定义的HBV和/或HDV受体和/或抑制HBV和/或HDV与如上定义的HBV和/或HDV受体的结合的化合物的步骤。
本发明的目标还通过用于治疗HBV和/或HDV感染的结合如上定义的HBV和/或HDV受体和/或抑制HBV和/或HDV与如上定义的HBV和/或HDV受体的结合的化合物来解决,其中所述化合物不是HBV L-蛋白衍生脂肽或所述HBV和/或HDV受体的天然底物或结合伴侣(例如天然存在的胆汁盐,诸如牛磺胆酸钠)。
本发明的目标还通过如上定义的化合物在制备用于治疗HBV和/或HDV感染的药物中的用途来解决。
本发明的目标还通过治疗HBV和/或HDV感染的方法来解决,所述方法包括将如上定义的化合物施用于有需要的主体。
在一个实施方案中,所述化合物选自(多)肽、抗体、适配体和有机化合物,诸如小分子和拟肽化合物(peptidomimetic compound)。有用的有机化合物也可包括胆汁盐的衍生物。
如本文所使用的术语“小分子”意指非聚合的低分子量有机化合物。
在一个实施方案中,所述化合物在约对应于SEQ ID NO:1的氨基酸155至165、优选氨基酸156至162的位点结合如上定义的HBV和/或HDV受体。
本发明的目标还通过以下用于免疫学研究和/或用于筛选药物、进入后限制因子或宿主依赖因子的用途来解决
如上定义的宿主细胞,或
如上定义的转基因细胞或细胞系,或
如上定义的肝细胞,或
如上定义的细胞,或
如上定义的非人转基因动物。
SEQ ID NO:1至10是指以下序列:
SEQ ID NO:1 (人NTCP)
SEQ ID NO:2 (人NTCP的氨基酸265至291)
SEQ ID NO:3 (黑猩猩NTCP)
SEQ ID NO:4 (猩猩NTCP)
SEQ ID NO:5 (缅甸树鼩/树鼩NTCP)
SEQ ID NO:6 (小鼠NTCP)
SEQ ID NO:7 (大鼠NTCP)
SEQ ID NO:8 (狗NTCP)
SEQ ID NO:9 (食蟹猴NTCP)
SEQ ID NO:10 (猪NTCP)
本发明人已经鉴定了在乙型肝炎病毒(HBV)和/或丁型肝炎病毒(HDV)感染中发挥关键作用的新颖HBV preS1-特异性受体,人牛磺胆酸钠协同转运多肽NTCP/SLC10A1。该受体或某些非人对应物的表达允许将先前不能结合HBV和/或HDV和/或不易受HBV和/或HDV感染的细胞转化为能够结合HBV和/或HDV和/或易受HBV和/或HDV感染的细胞。已经易受HBV和/或HDV感染的细胞(例如,HepaRG细胞)显示NTCP表达后显著增加的易感性。
此外,来自各种物种的NTCP/SLC10A1序列的比对揭示推测负责HBV和/或HDV结合且赋予对HBV和/或HDV感染的易感性的特定氨基酸序列。可以例如通过同源重组将这些特定氨基酸序列引入不表现HBV和/或HDV结合或感染易感性或表现出低HBV和/或HDV结合或感染易感性的细胞/生物体的内源NTCP/SLC10A1基因中,以便赋予或增加HBV和/或HDV结合能力和/或感染易感性。
这些令人惊讶的发现允许开发HBV和/或HDV易感细胞、细胞系和非人动物,其可用于免疫学研究和/或用于筛选药物、进入后限制因子和宿主依赖因子。此外,该重要受体的鉴定将允许鉴定可用于治疗HBV和/或HDV感染的新颖化合物。
现在参考附图,其中
图1显示来自不同物种的牛磺胆酸钠协同转运多肽NTCP/SLC10A1的序列比对。描绘了支持肽结合和HBV感染的物种(人、黑猩猩、猩猩、缅甸树鼩)、有能力结合HBV-preS-衍生脂肽、但不支持感染的物种(小鼠、大鼠、狗)和不能结合且不支持感染的物种。相同的氨基酸以黄色突出显示。非保守的氨基酸改变无阴影显示。在非结合物种食蟹猴和猪中不同的两个氨基酸(157和158)(Meier等人, Hepatology 2012; Schieck等人, Hepatology 2012,出版中)表明必需结合位点(通过框突出显示);
图2显示将人NTCP和小鼠NTCP瞬时转染入HuH7细胞中赋予Atto645-标记的HBV preS-脂肽(称为Myrcludex B, MyrB)的结合。HuH7细胞用编码GFP的质粒(左)、编码GFP连同人NTCP的质粒(中)和编码GFP和小鼠NTCP的质粒瞬时转染。转染后3天,将细胞与荧光标记的HBV preS-脂肽孵育、洗涤且通过荧光显微镜分析。GFP荧光显示在左上角,细胞显示在左下角,肽结合显示在右上角小图;转染的且能够结合的细胞的合并图显示在右下角小图;
图3显示表达人或小鼠NTCP的稳定转导的HepG2细胞特异性结合HBV preS-脂肽。HepG2细胞用hNTCP(上图)或mNTCP(下图)稳定转导,且与500 nM Atto-标记的野生型HBV preS-脂肽(左图)或相同浓度的在必需HBV受体结合结构域中具有氨基酸改变的相应突变体肽(右图)孵育。肽的结合通过荧光显微镜可视化;
图4显示稳定转导的小鼠肝细胞瘤细胞(Hep56.1D和Hepa1-6)特异性结合HBV preS-脂肽。HepG2、Hep56.1D和Hepa1-6细胞用hNTCP稳定转导,且与500 nM Atto-标记的野生型HBV preS-脂肽孵育。肽的结合通过荧光显微镜可视化;
图5显示用人NTCP转染的HuH7细胞易受HDV感染。含有HDV的人血清接种的HuH7在接种后4天不显示HDV感染的任何标志物(左图)。在用人NTCP表达质粒转染后,观察到HDV δ抗原特异性染色(右图);
图6显示Hep56.1D小鼠细胞系中人NTCP的内源表达使得它们易受HDV感染。单独(模拟)或用人NTCP(hNTCP)转染的Hep56.1D小鼠肝细胞瘤细胞系用含有HDV的血清感染(右图)。在感染后5天计数表达丁型肝炎抗原的细胞。作为第二对照,人HuH7细胞用人NTCP或小鼠NTCP转染且用HDV感染(左图);
图7显示人NTCP、但非小鼠NTCP的转染使得HuH7细胞易受丁型肝炎病毒(HDV)感染。HuH7细胞用编码小鼠NTCP(左小图)或人NTCP(右侧4个小图,2种不同的放大率)的表达载体瞬时转染。在汇合时,将细胞与含有HDV的患者血清孵育。感染后4天,细胞用检测核δ抗原的抗血清染色;
图8显示NTCP(人)转染的小鼠Hep56.1D细胞在用丁型肝炎病毒感染后的免疫荧光分析。Hep56.1D小鼠肝细胞瘤细胞系用小鼠NTCP(左侧的2个小图)或人NTCP (hNTCP)(右侧的4个小图,2种不同的放大率)转染,用含有HDV的血清感染,且用丁型肝炎抗原特异性抗体染色。
图9显示稳定表达人NTCP的HepG2和HuH7细胞变得易受乙型肝炎病毒(HBV)感染。hNTCP稳定转导的HepG2和HuH7细胞系在不同浓度的诱导分化过程的DMSO下用HBV接种。在感染后第5天收集培养基且定量HBeAg。作为感染的特定对照,使用HBV preS-衍生脂肽(MyrB)(左侧柱)。与HepG2细胞相比,HuH7细胞产生较少量的病毒复制标志物,其指示限制步骤的存在。
本发明现在借助以下实施例进一步描述,所述实施例意在说明本发明,而不是限制其范围。
实施例
材料与方法
NTCP的序列
来自不同物种的NTCP的蛋白序列从Ensemble (www.ensemble.org)获得。
比对
来自不同物种的NTCP的蛋白的比对通过使用Vector NTI 9.0 (Invitrogen)生成。
质粒和肽
含有人NTCP (hNTCP)的构建体(pCMV6-XL4-hNTCP)购自Origene (USA)。hNTCP和NTCP的开放阅读框通过PCR扩增,并且插入用于瞬时(pWPI-GFP)或稳定表达(pWPI-puro)的pWPI慢病毒载体。
用于抑制HBV感染的肽先前已经描述为Myrcludex B (MyrB)。它是N-肉豆蔻酰化的肽,其包含HBV L蛋白的47个氨基酸。ATTO 645和ATTO 488 (ATTO-TEC, Germany)是用于标记用于结合测定的肽的荧光染料。在必需结合位点(氨基酸11-15)中具有丙氨酸取代的突变体肽被用作结合特异性的对照。
慢病毒转导
为了产生重组慢病毒,在转染前一天接种HEK 293T细胞。将3μg包膜蛋白表达构建体pczVSV-G、9μg HIV Gag-Pol表达构建体pCMVΔR8.74和9μg慢病毒载体pWPI与25μg聚乙烯亚胺混合,然后添加至293T细胞。将含有慢病毒假颗粒(pseudoparticles)的上清液收获,且通过超速离心浓缩。将沉淀的慢病毒颗粒重新悬浮在细胞培养基中。
对于瞬时表达,将肝细胞与慢病毒在4% PEG8000存在的情况下孵育。过夜孵育后去除接种物。将细胞用PBS洗涤一次,并且培养3天,用于表达目标蛋白。为了建立稳定的细胞系,添加2.5μg/ml嘌呤霉素以选择稳定转导的细胞。通常,与未转导的细胞相比,90%肝细胞在选择后存活,而没有显著形态差异。
细胞
在该工作中使用四种肝细胞。它们中的两种衍生自人(HuH-7和HepG2),且另外两种衍生自小鼠(Hep56.1D和Hepa1-6)。HEK 293T细胞用于慢病毒产生。
使用荧光标记的肽的结合测定
为了测定肝细胞的结合能力,将瞬时或稳定转导的细胞与200-500 nM荧光标记的肽在细胞培养基中孵育15-60分钟。然后将细胞用PBS洗涤3次,并且通过荧光显微镜分析。
HBV和HDV感染测定
HBV颗粒从HepAD38细胞获得。对于HBV或HDV感染,将细胞用含有4% PEG 8000和10-20 μl病毒(100x病毒储液)的培养基在37℃接种过夜。此后,将细胞用PBS洗涤三次,并且进一步培养5天。分泌到培养上清液中的乙型肝炎病毒抗原(HBeAg)的存在通过Abbott HBeAg测定(Abbott Laboratories)确定。HDV感染通过用抗HDV血清免疫染色HDV感染的细胞来确定。
结果
HepaRG细胞系的发明导致衍生自大(L)病毒表面蛋白的N端preS1结构域的肽受体配体的鉴定,其特异性结合至HBV-易感细胞且有效地阻断感染。肽内的必需位点的定位揭示脂质部分的要求和保守序列9-NPLGFFP-15 [SEQ ID NO:14]的完整性。放射性和荧光标记肽配体,其应用于分析preS/受体复合物小鼠、大鼠、狗、食蟹猴和黑猩猩的生物分布和各物种的原代肝细胞或肝细胞瘤细胞系的表达模式和周转动力学。结果揭示,所述受体:(i) 在肝脏中特异性表达,(ii) 在HepaRG细胞的分化过程中变得受诱导,(ii) 在PMH和PRH的去分化后下调,(iii) 显示与细胞骨架的关联,允许质膜内的较少横向移动,(iv) 显示内吞作用的有限速率,(v) 专门分选至基底外侧膜,(vi) 在人、小鼠、大鼠、狗、黑猩猩,但不是猪和食蟹猴中的保守结合结构域。
基于这些结果,本发明人进行基于差异affimetrix的表达筛选。将经历DMSO诱导分化的HepaRG细胞中的上调基因从在DMSO不存在的情况下的去分化过程中的PMH中的下调基因中减去。将两次筛选中最突出的命中组合,并且经受上述定义的标准。牛磺胆酸钠协同转运多肽(NTCP,SLC10A1)是唯一符合这些标准的适当候选: NTCP,整合的多跨膜蛋白在分化肝细胞的基底外侧膜上排他表达。它几乎不在HepG2、HuH7和许多其它肝细胞瘤细胞系上表达。在以对应于Myrcludex B的饱和水平的水平的DMSO处理后,NTCP在HepaRG细胞中被立即诱导。它与细胞骨架关联,并且经历缓慢和受调节(PKC依赖性)的内吞作用。
通过来自三组宿主的NTCP(其感染和结合能力不同)的序列比对(图1),本发明人定义了NTCP的两个关键氨基酸(氨基酸157至158)。共有序列(KG)存在于最易感和能够结合的宿主中。相反,不能结合的宿主如食蟹猴和猪不含有该基序。
本发明人将hNTCP或mNTCP转导至HuH-7细胞中,并且进行肽结合测定(图2)。与具有空载体的对照(模拟)相比,人和小鼠衍生的NTCP两者都结合至肽。结合的肽的这些信号与共表达的GFP的量相关,这表明NTCP的表达水平。
本发明人进一步生成稳定表达hNTCP或mNTCP的四种肝细胞(HuH-7、HepG2、Hep56.1D和Hepa1-6)。所述细胞显示与野生型(WT)肽(但不与突变体肽)的同质结合(图3)。表达hNTCP或mNTCP的小鼠肝细胞瘤细胞同样显示与所述肽的强结合(图4)。
尽管转染效率低(~20%),但用hNTCP转染的HuH-7细胞可以被HDV感染(图5)。通过hNTCP获得的对HDV感染的易感性也可以在人和小鼠细胞两者中观察到(图6)。hNTCP的瞬时转导赋予HuH-7细胞对HDV感染的易感性(图7),而支持肽结合的mNTCP蛋白不支持HDV感染。用hNTCP转导后,小鼠细胞系Hep56.1D 支持HDV感染(图8)。
通过NTCP获得的对HBV感染的易感性可以在稳定表达hNTCP的HepG2细胞中观察到(图9)。该感染可以由肽Myrcludex B (MyrB)特异性抑制,并且通过将DMSO添加至培养基而增强。表达hNTCP的HuH-7细胞似乎支持较低水平的HBV感染,表明与HepG2细胞相比,在HuH-7细胞中不存在支持HBV感染的未知辅因子。
本说明书、权利要求和/或附图中公开的本发明的特征可以,单独和以其任何组合,是用于以其各种形式实现本发明的材料。
Claims (24)
1.乙型肝炎病毒(HBV)或丁型肝炎病毒(HDV)受体,其具有
(a) SEQ ID NO:1代表的氨基酸序列,其是与SEQ ID NO:1至少90%相同的氨基酸序列,或
(b) 包含以下的氨基酸序列
SEQ ID NO:2或与SEQ ID NO:2至少90%相同的氨基酸序列,和
具有通式Pro-Tyr-X-Gly-Ile的氨基酸序列,其中X选自Lys、Arg和Val。
2.根据权利要求1的HBV或HDV受体,其具有选自SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:3至8的氨基酸序列,和/或其中氨基酸序列(b)进一步包含氨基酸序列Gly-Met-Ile-Ile-Ile-Leu-Leu。
3.分离的核酸序列,优选DNA序列,其编码根据权利要求1或2的HBV或HDV受体。
4.载体,其包含根据权利要求3的核酸序列。
5.根据权利要求4的载体,所述载体是病毒转移载体,优选选自慢病毒载体、逆转录病毒载体、疱疹病毒载体、腺病毒载体、杆状病毒载体和腺伴随病毒(AAV)载体。
6.宿主细胞,其包含根据权利要求4或5的载体或包含根据权利要求3的核酸序列,所述载体或核酸序列已被人为引入所述宿主细胞。
7.根据权利要求6的宿主细胞,所述宿主细胞选自癌细胞系、干细胞系和原代肝细胞,其中,优选地,所述癌细胞系选自肝细胞瘤细胞系。
8.包含一种或多种转基因的转基因细胞或细胞系,其中所述一种或多种转基因之一是根据权利要求3的核酸序列,从而
使所述转基因细胞或细胞系易受HBV和/或HDV感染或
增加所述转基因细胞或细胞系对HBV和/或HDV感染的易感性,或者允许所述转基因细胞或细胞系结合HBV和/或HDV。
9.包含根据权利要求8的一种或多种转基因细胞或细胞系或包含一种或多种转基因的非人转基因动物,其中所述一种或多种转基因之一是根据权利要求3的核酸序列,从而
使所述转基因动物易受HBV和/或HDV感染或
增加所述转基因动物对HBV和/或HDV感染的易感性。
10.根据权利要求9的非人转基因动物,所述非人转基因动物选自小鼠、大鼠、兔、豚鼠和非人灵长类动物,诸如食蟹猴和恒河猴。
11.从根据权利要求9或10的非人转基因动物分离的肝细胞。
12.用于产生细胞的方法,所述细胞易受HBV和/或HDV感染,或者具有对HBV和/或HDV感染的增加的易感性,或者能够结合HBV和/或HDV,所述方法包括以下步骤
- 提供细胞,所述细胞不易受HBV和/或HDV感染,或者具有对HBV和/或HDV感染的低易感性,或者不能结合HBV和/或HDV;和
- 用根据权利要求3的核酸序列或用根据权利要求4或5的载体转染或转导所述细胞。
13.根据权利要求12的方法,所述方法进一步包括以下步骤
- 在所述转染或转导所述细胞的步骤之前,将细胞周期停滞或分化诱导剂添加至所述细胞。
14.根据权利要求12或13的方法,所述方法进一步包括以下步骤
- 敲除或敲低所述细胞的一个或多个内源基因。
15.根据权利要求12-14中任一项的方法,所述方法进一步包括以下步骤
- 将所述细胞永生化,以获得所述细胞的稳定细胞系。
16.产生易受HBV和/或HDV感染的细胞的方法,所述方法包括以下步骤
- 提供不易受HBV和/或HDV感染的细胞;和
- 通过同源重组修饰所述细胞的对应于编码SEQ ID NO:1的人基因的内源基因,以便
用SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:5的氨基酸192至200、优选氨基酸194至197替代对应于SEQ ID NO:1的氨基酸192至200、优选氨基酸194至197的氨基酸,和/或
用SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:4或SEQ ID NO:5的氨基酸155至165、优选氨基酸156至162替代对应于SEQ ID NO:1的氨基酸155至165、优选氨基酸156至162的氨基酸。
17.通过根据权利要求12-16中任一项的方法获得的细胞。
18.非人转基因动物,其包含一种或多种根据权利要求17的细胞。
19.(a) SEQ ID NO:1代表的氨基酸序列,其是与SEQ ID NO:1至少90%相同的氨基酸序列,或
(b) 包含以下的氨基酸序列
SEQ ID NO:2或与SEQ ID NO:2至少90%相同的氨基酸序列,和
具有通式Pro-Tyr-X-Gly-Ile的氨基酸序列,其中X选自Lys、Arg和Val,
作为HBV或HDV的受体的用途。
20.根据权利要求19的用途,其中所述用途包括以下步骤
- 将表达所述氨基酸序列的第一细胞暴露于已知结合所述HBV或HDV的受体的化合物且测量所述细胞的响应;
- 将表达所述氨基酸序列的所述第一细胞的相同类型的第二细胞暴露于怀疑结合所述HBV或HDV的受体的候选化合物且测量所述第二细胞的响应;和
- 将所述细胞的响应和所述第二细胞的响应进行比较,并基于此类比较确定所述候选化合物是否结合所述HBV或HDV的受体。
21.用于鉴定可用于治疗HBV和/或HDV感染的化合物的方法,所述方法包括鉴定结合根据权利要求1或2的HBV或HDV受体和/或抑制HBV或HDV与根据权利要求1或2的HBV或HDV受体的结合的化合物的步骤。
22.结合根据权利要求1或2的HBV或HDV受体和/或抑制HBV或HDV与根据权利要求1或2的HBV或HDV受体的结合的化合物,其用于治疗HBV和/或HDV感染,其中所述化合物不是HBV L-蛋白衍生脂肽或所述HBV或HDV受体的天然底物或结合伴侣。
23.根据权利要求22的化合物,所述化合物选自(多)肽、抗体、适配体和有机化合物,诸如小分子和拟肽化合物。
24.根据权利要求6或7的宿主细胞,或
根据权利要求8的转基因细胞或细胞系,或
根据权利要求11的肝细胞,或
根据权利要求17的细胞,或
根据权利要求9、10和18中任一项的非人转基因动物,
用于免疫学研究和/或用于筛选药物、进入后限制因子或宿主依赖因子的用途。
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