KR100875088B1 - Screening Methods of Antiviral Agent By Using The Movement of Mitochondria - Google Patents

Screening Methods of Antiviral Agent By Using The Movement of Mitochondria

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Abstract

본 발명은 미토콘드리아의 이동을 이용한 HBV 바이러스 항바이러스제 스크리닝 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 HBV 돌연변이체를 포함하는 HuH7세포와 잠재적인 항바이러스제의 접촉에 의해 미토콘드리아가 핵막 주변으로의 이동이 억제되는 것을 확인하는 것을 특징으로 하는 고효율의 항바이러스제 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for screening HBV virus antiviral agent by using mitochondrial migration, and more specifically, to inhibit the migration of mitochondria around the nuclear membrane by the contact of HuH7 cells containing HBV mutants with potential antiviral agents. It relates to a high-efficiency antiviral screening method characterized in that the identification.

Description

미토콘드리아의 이동을 이용한 HBV 바이러스 항바이러스제 스크리닝 방법{Screening Methods of Antiviral Agent By Using The Movement of Mitochondria}Screening methods of antiviral agent by using the movement of mitochondria

B 형 간염 바이러스(HBV; Hepadnaviridae 패밀리)는 강력한 간질환 발생원으로 전세계적으로 3억 5천명의 만성적인 HBV 보유자가 있는 것으로 추측된다. HBV 감염은 급성 및 만성의 간염을 일으키고, 이것은 간경변(cirrhosis) 및 간세포성 암(Hepatocelluar carcinoma: HCC)으로 더 진행될 수 있다(6, 29). 비록 전염병학적 증거는 간세포성 암(HCC)의 주된 병인학적 증거로 만성의 HBV 감염의 중요성이 강하게 지지하고 있지만, 병 발생 및 암발생의 분자학적 기작이 분명하게 알려져 있지 않다. Hepatitis B virus (HBV; Hepadnaviridae family) is a potent source of liver disease, with an estimated 350 million chronic HBV carriers worldwide. HBV infection causes acute and chronic hepatitis, which can further progress to cirrhosis and hepatocelluar carcinoma (HCC) (6, 29). Although epidemiological evidence is a major etiological evidence of hepatocellular carcinoma (HCC), the importance of chronic HBV infection is strongly supported, but the molecular mechanisms of disease development and cancer development are not clearly known.

헤파드나바이러스들은 작고, 막을 가진 DNA 바이러스로서 주로 간 세포에서 복제하며, 간세포성 암과 관련되어 있다. B 형 간염 바이러스(Hepatitis B virus; HBV)는 헤파드나바이러스의 원형(prototype)으로서 부분적으로 이중인 풀어진 원형 DNA 유전체를 가지고 있다. 간세포로 들어가고 핵으로 바이러스가 이동된 후, 바이러스 DNA는 공유결합적으로 폐쇄된 원형(covalently closed circular; ccc) DNA로 전환되며, 이 DNA는 바이러스 전령 RNA (mRNA) 전사를 위하여 주형으로 사용이 된다. 프리게노믹 RNA (Pregenomic RNA; pgRNA)는 캡시드(C) 및 중합효소(P) 단백질를 위한 mRNA로 역할을 하고, 역전사를 위한 주형 역할을 한다. 서브게노믹 2.4kb RNA는 큰 HBsAg의 발현을 위한 mRNA로 역할을 하고, 2.1kb RNA는 중간 및 작은 HBsAg을 위한 mRNA로 역할을 하고, 0.7kb mRNA는 pgRNA을 위한 mRNA로 역할을 한다. pgRNA 및 역전사효소는 세포질에서 바이러스 코어 파티클(core particle)로 포장되어 미성숙 코어 파티클을 형성한다. 캡시드로 넣어진 pgRNA는 역전사효소에 의해 역전사되어 부분적으로 이중의 풀어진 원형 DNA로 전사된다. 부분적으로 이중의 풀어진 원형 DNA를 포함하고 있는 성숙 코어 파티클은 소포체 (ER) 및 골지체에서 비리온 형성(virion assembly)을 하기 위해 더욱 가공되어지거나, 핵으로 재순환된다. 상기 재순환 기작은 핵내에서 cccDNA 풀(pool)을 유지하는데 중요한 것으로 생각된다. 숙주 세포질에서 HBV 코어 파티클의 상기와 같은 행동은 HBV 생활사에서 중요하다 그러나 상기 기작에 대해서는 잘 알려져 있지 않다( Blum HE, Gerok W and Vyas GN: The molecular biology of hepatitis B virus. Trends Genet 5:154-8, 1989).Hepadnaviruses are small, membrane-like DNA viruses that replicate primarily in liver cells and are involved in hepatocellular carcinoma. Hepatitis B virus (HBV) is the prototype of hepadnaviruses and has a partially unfolded circular DNA genome. After entering the hepatocytes and transferring the virus to the nucleus, the viral DNA is converted into covalently closed circular (ccc) DNA, which is used as a template for viral messenger RNA (mRNA) transcription. . Pregenomic RNA (pgRNA) serves as mRNA for capsid (C) and polymerase (P) proteins and serves as a template for reverse transcription. Subgenomic 2.4 kb RNA serves as mRNA for the expression of large HBsAg, 2.1 kb RNA serves as mRNA for medium and small HBsAg, and 0.7 kb mRNA serves as mRNA for pgRNA. pgRNA and reverse transcriptase are packed into viral core particles in the cytoplasm to form immature core particles. Encapsidated pgRNA is reverse transcribed by reverse transcriptase and partially transcribed into double unpaired circular DNA. Mature core particles containing partially unfolded circular DNA are further processed or recycled to the nucleus for virion assembly in the endoplasmic reticulum (ER) and Golgi apparatus. The recycling mechanism is believed to be important for maintaining the cccDNA pool in the nucleus. Such behavior of HBV core particles in the host cytoplasm is important in HBV life history, but little is known about this mechanism (Blum HE, Gerok W and Vyas GN: The molecular biology of hepatitis B virus. Trends Genet 5: 154- 8, 1989).

바이러스의 생활환 동안에 , 바이러스는 여러 방법으로 숙주의 시스템을 변형시킨다. 바이러스는 숙주로의 침입 및 숙주로부터의 배출 동안에 흩어지기 쉽게 하기 위하여 숙주세포에서 세포골격의 재조직화(reorganization) 및 세포소기관의 분포을 유도한다(Cudmore et al., Trends Microbiol 5:142-8, 1997; Dramsi S, Auun Rev Cell Dev Biol 14:137-66 1998; Ploubidou A et al EMBO J 19: 3932-44, 2000).During the life cycle of a virus, the virus modifies the host's system in several ways. Viruses induce reorganization of cytoskeleton and distribution of organelles in host cells to facilitate dispersal during invasion and release from the host (Cudmore et al., Trends Microbiol 5: 142-8, 1997) Dramsi S, Auun Rev Cell Dev Biol 14: 137-66 1998; Ploubidou A et al EMBO J 19: 3932-44, 2000).

타카다 등은 HBV X 단백질과 미토콘드리아의 결합이 핵막 주변으로 미토콘드리아의 응집을 일으키고, 세포가 사멸되게 한다고 보고 하였다(Takada et al, Oncogene, 18, pp6965-6973 (1999)). 그러나 타카다 등은 HBV X 단백질이외에 HBV의 증식에 필수적인 다른 유전자에 돌연변이가 일어난 경우에 미토콘드리아의 이동이 억제된다는 보고가 없다.Takada et al. Reported that the binding of HBV X protein and mitochondria causes aggregation of mitochondria around the nuclear membrane and caused cell death (Takada et al, Oncogene, 18, pp6965-6973 (1999)). However, Takada et al. Have not reported that mitochondrial migration is inhibited when mutations in other genes essential for HBV propagation other than HBV X protein are inhibited.

동화약품이 특허를 받은 미국 5968781호는 HBV 중합효소 및 이를 이용한 항바이러스제 스크리닝 방법에 관한 것으로서, 히스티딘 태그가 붙은 HBV 중합효소 및 RNase H를 이용한 항바이러스제 스크리닝 방법을 제공한다. 그러나 이와 같은 스크리닝 방법은 HBV 중합효소 및 RNase H에 관련된 저해제만을 탐색할 수 있는 것이며, 바이러스 생활환 전체에 걸친 바이러스 억제제 탐색에는 한계가 있었다.U.S. Patent No. 5968781, to which Dongwha Chemical has patented, relates to HBV polymerase and an antiviral screening method using the same, and provides an antiviral screening method using histidine tagged HBV polymerase and RNase H. However, such a screening method can detect only inhibitors related to HBV polymerase and RNase H, and there was a limit in the search for virus inhibitors throughout the virus life cycle.

본 발명자는 HBV 코어 단백질 결핍 돌연변이체, HBV 역전사효소 결핍 돌연변이체, HBV 프라이밍(priming) 반응 결핍 돌연변이체, HBV RNase H 반응 결핍 돌연변이체 또는 HBV 중합효소 반응 결핍 돌연변이체와 야생형의 HBV와의 비교 연구를 통하여 상기 코어 단백질, 역전사효소, HBV 프라이밍 반응 결핍, HBV RNase H 반응이 결핍된 경우에는 미토콘드리아가 핵막 주변으로 이동하지 못하며, 정상적인 증식능을 가진 야생형 HBV은 미토콘드리아를 핵막 주변으로 이동 배치시키는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.The present inventors have conducted comparative studies of HBV core protein deficient mutants, HBV reverse transcriptase deficient mutants, HBV priming deficient mutants, HBV RNase H deficient mutants or HBV polymerase deficient mutants with wild type HBV. If the core protein, reverse transcriptase, HBV priming reaction deficiency, HBV RNase H reaction deficiency, mitochondria do not move around the nuclear membrane, wild type HBV with normal proliferative capacity confirmed that the mitochondria move around the nuclear membrane The invention has been completed.

단시간내에 효과적으로 HBV 항바이러스제를 스크리닝 할 수 있는 방법 및 시스템을 개발하는 것이다. It is to develop a method and system that can effectively screen HBV antiviral agents in a short time.

전술한 목적을 위하여, 본 발명의 제1 태양은 미토콘드리아가 핵막 주변으로의 이동이 억제되는 것을 확인하는 것을 특징으로 하는 HBV 항바이러스제 스크리닝 방법을 제공한다. 보다 구체적으로 형질이입된 HBV가 안정적으로 유지되는 HuH7세포에서 잠재적인 항바이러스의 투여에 의해 세포질속의 미토콘드리아가 핵막 주변으로 이동이 억제되는 것을 확인하는 것을 특징으로 하는 항바이러스제 스크리닝 방법이다. 보다 상세하게는 정상적인 증식능을 가지고 있는 야생형 B형 간염 바이러스가 형질이입되고 안정적으로 유지되는 세포를 배양하는 단계; 잠재적인 항바이러스제를 상기 세포와 접촉하는 단계; 미토콘드리아의 위치를 확인용 검출물을 공급하는 단계; 및 핵막 주변으로 미토콘드리아의 이동 억제되는 것을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 B형 간염 바이러스 저해제 스크리닝 방법이다. 보다 더 상세하게는 1x104 내지 1x 108 개의 HBV가 증식하는 안정화된(stable) 세포인 PUB9세포를 배양접시에서 배양하는 단계; 상기 PUB9 세포와 잠재적인 항바이러스제를 접촉시키는 단계; 미토콘드리아의 위치를 확인할 수 있는 면역형광분석을 통하여 핵막주변으로의 미토콘드리아의 이동이 억제되는 것을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 B형 간염 바이러스 저해제 스크리닝 방법이다.For the foregoing purpose, the first aspect of the present invention provides a method for screening an HBV antiviral agent, characterized in that mitochondria are inhibited from moving around the nuclear membrane. More specifically, it is an antiviral screening method characterized in that mitochondria in the cytoplasm are inhibited from moving around the nuclear membrane by potential antiviral administration in HuH7 cells in which the transfected HBV is stably maintained. More specifically, culturing the cells transfected and stably maintained with wild-type hepatitis B virus having a normal proliferative capacity; Contacting the potential antiviral agent with the cell; Supplying a detection object for identifying the position of the mitochondria; And hepatitis B virus inhibitor screening method comprising the step of confirming that the movement of mitochondria around the nuclear membrane is inhibited. More specifically, culturing PUB9 cells, which are stabilized cells in which 1 × 10 4 to 1 × 10 8 HBVs proliferate, in a culture dish; Contacting the PUB9 cells with a potential antiviral agent; Hepatitis B virus inhibitor screening method comprising the step of confirming that the movement of mitochondria to the periphery of the nuclear membrane through the immunofluorescence analysis that can determine the location of the mitochondria.

본 발명에 따라 잠재적인 항바이러스제란 바이러스의 증식을 억제시키기에 효과적인 물질을 말한다. Potential antiviral agents according to the present invention refer to substances that are effective for inhibiting the growth of viruses.

미토콘드리아가 핵막주변으로 이동하는 것을 확인하는 방법은 검출물을 이용하여 할 수 있다. 검출물은 미토콘드리아의 위치를 용이하게 측정할 수 있는 어떠한 물질이라도 이용되어질 수 있다. 적합한 검출물로는 본 기술분야에서 숙련된 전문가에게 잘 알려져 있다. 검출물의 예로는 미토콘드리아 특이적인 미토트래커레드TM(MitoTrackerRedTM), 로다시아닌 유사체(rhodacyanine analog) MKT-077, 테트라메틸로다민 에틸에스터(tetramethylrhodamine ethyl ester), 로다민(Rhodamine) 123(Johnson et al., J. Cell Biol. 88, 526-535 (1981); Waggoner, A.S., in: Applications of Fluorescence in the Biomedical Sciences (L.Taylor, A.Waggoner, R.Murphy, F.Lanni, R.Birge, eds.), pp-3-28, Alan Liss, 1986), 6G 로다만(Felkai et al, The EMBO Journal 18, 1783-1792 (1999)) 포함되나 이들로 제한되는 것은 아니다. 검출물의 검출은 본 기술분야에서 숙련된 전문가에게 잘 알려져 있다. 검출물이 효소활성에 의해 검출되는 경우에는, 일반적으로 효소를 그의 적절한 기질과 함께 제공하고, 반응생성물(예를 들어 루시퍼라아제에 의해 생성된 빛)을 검출하는 단계를 포함한다. 또 다른 방법으로는 검출물 발현의 정량화를 포함할 수도 있다. 정량화하는 방법은 절대적 정량화일 수 있거나, 하우스키핑 레벨에 비교하여 정량화 할 수 있다. 이러한 검출은 수동으로 수행될 수 있거나, 고처리량(high-throughput)선별 시스템에서와 같이 자동으로 수행될 수 있다. 검출물 존재, 부재 또는 정량화에 대한 고처리량 시험방법은 본 기술분야에서 숙련된 전문가에게 잘 알려져 있다.The method of confirming that mitochondria migrates around the nuclear membrane can be performed by using a detector. The detection object can be any material that can easily measure the position of the mitochondria. Suitable detectors are well known to those skilled in the art. Water Examples detected mitochondrial specific Mito Tracker Red TM (MitoTrackerRed TM), an analogue and not when loader (rhodacyanine analog) MKT-077, tetramethyl rhodamine ethyl ester (tetramethylrhodamine ethyl ester), rhodamine (Rhodamine) 123 (Johnson et al J. Cell Biol. 88 , 526-535 (1981); Waggoner, AS, in: Applications of Fluorescence in the Biomedical Sciences (L. Taylor, A. Waggoner, R. Murphy, F. Lanni, R. Birge, eds.), pp-3-28, Alan Liss, 1986), 6G rhodaman (Felkai et al, The EMBO Journal 18 , 1783-1792 (1999)), but are not limited to these. Detection of the detectable is well known to those skilled in the art. Where a detectable is detected by enzymatic activity, generally it comprises the step of providing the enzyme with its appropriate substrate and detecting the reaction product (eg the light produced by luciferase). Another method may include quantification of the detectant expression. The method of quantification can be absolute quantification or can be quantified compared to the housekeeping level. Such detection may be performed manually or may be performed automatically as in a high-throughput screening system. High throughput test methods for the presence, absence, or quantification of detectables are well known to those skilled in the art.

본 발명의 제2의 태양은 항바이러스제 스크리닝 시스템를 제공하는 것이다. 보다 상세하게는 정상적인 증식능을 가진 야생형 B형 간염 바이러스가 안정적으로 유지되는 세포; 잠재적인 항바이러스제와 상기 세포를 접촉시키기 위한 용기; 및 편광측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 B형 간염 바이러스 억제제 스크리닝 시스템이다. 상기 바이러스를 안정적으로 유지시키는 세포는 B형 간염 바이러스가 증식하는 세포를 모두 이용할 수 있다. 바람직하게는 HuH7 세포, HepG2 세포를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 안정적으로 유지된다는 것은 여러 세대를 거쳐도 바이러스가 세포에서 사라지지 않고 남아 있음을 말한다. 보통의 경우에 이런 안정성을 확보하기 위하여 항생제 저항성 유전자를 넣어 바이러스가 세포 분열을 겪은 후에도 안정적으로 유지되도록 한다. 이와는 대조적인 것이 일시적인 형질이입(transfection) 방법이다. 일시적으로 형질이입된 바이러스 유전자는 숙주세포의 분열이 계속됨에 따라 점점 사라진다.A second aspect of the invention is to provide an antiviral screening system. More specifically, wild-type hepatitis B virus with normal proliferative ability is stably maintained; A container for contacting the cell with a potential antiviral agent; And hepatitis B virus inhibitor screening system comprising a polarimeter. As a cell for stably maintaining the virus, all cells in which the hepatitis B virus proliferate can be used. Preferably, HuH7 cells, HepG2 cells are used. Keeping stable means that the virus remains in the cell after generations. In most cases, to ensure this stability, antibiotic resistance genes are added to ensure that the virus remains stable even after cell division. In contrast, a transient transfection method is used. Temporally transfected viral genes disappear as the host cell continues to divide.

상기 편광측정기는 종래에 알려진 모든 편광측정장치가 사용가능하다. 바람직하게는 미토트래커를 이용한 공초점현미경을 이용할 수 있다.The polarimeter may be any polarizer known in the art. Preferably, a confocal microscope using a mito tracker can be used.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1] B형 간염 바이러스의 증식과 미토콘드리아의 재배치 확인Example 1 Confirmation of Proliferation of Hepatitis B Virus and Rearrangement of Mitochondria

(1) HBV 증식저해 돌연변이 DNA 제조 및 안정적 세포주(cell line)(1) Preparation of HBV Inhibitory Mutant DNA and Stable Cell Line

HBV 야생형 균주는 사이토메갈로바이러스(cytomegalovirus) 초기(CMV IE) 프로모터(Kim et al.,virology 322. 22-30, 2004) 하에서 HBV를 발현하기 위해서 pcDNA3(인비트로젠)으로 서브클로닝 된 HBV 서브타입 adw R9(Blum et al., Trends Genet 5. 154-158, 1989)의 1.3kb로부터 pPB를 제작하였다. 프라이밍 반응 결핍 TP Tyr65Phe 돌연변이는 P 단백질의 TP 도메인 안의 Tyr65를 Phe로 치환하였다(Kim et al.,virology 322. 22-30, 2004). P 단백질 결핍 돌연변이는 AUG 시작코돈을 바꾸고 프레임 쉬프트(frame-shift) 하여 제조하였다. 역전사 반응 결핍 RT YMHA 돌연변이는 보존된 YMDD 역전사 효소 모티프를 YMHA로 개량하여 제조하였다. HBV의 C 단백질 결핍 돌연변이는 C 단백질 8번째 아미노산(Glu, GAA)에 종결코돈(TAA)을 도입하여 제조하였다. RNase H 반응 결핍 돌연변이는 P 단백질의 RH 도메인 안의 Glu750을 Val로 치환하여 제조하였다(도 1). HBV 증식성 안정적인 세포주 PUB9은 pPB를 형질이입하여 확보하였다. HBV 비증식성 안정적인 세포주 PUF12, YMHA46, RH27 및 P-def30은 각각 TP Tyr65Phe, RT YMHA, RNase H 및 P-결핍 돌연변이를 형질이입하여 사용하였다. 안정적인 세포주를 1mg/ml G418 설페이트(제네티신R)로 선별하였고 200ug/ml G418 설페이트로 유지하였다. 대조구로 PEB8을 HepG2 세포주 내로 pPB를 형질이입하여 제조하였고 200ug/ml G418 설페이트로 유지하였다.HBV wild-type strains are HBV subtypes subcloned with pcDNA3 (Invitrogen) to express HBV under the cytomegalovirus early (CMV IE) promoter (Kim et al., Virology 322.22-30, 2004). pPB was constructed from 1.3 kb of adw R9 (Blum et al., Trends Genet 5. 154-158, 1989). The priming response deficient TP Tyr65Phe mutant replaced Tyr65 with Phe in the TP domain of the P protein (Kim et al., Virology 322. 22-30, 2004). P protein deficient mutations were prepared by changing the AUG start codon and frame-shifting. Reverse transcriptase deficient RT YMHA mutations were prepared by retrofitting the conserved YMDD reverse transcriptase motif with YMHA. C protein deficiency mutation of HBV was prepared by introducing a stop codon (TAA) to the C protein 8th amino acid (Glu, GAA). RNase H response deficient mutations were prepared by substituting Val for Glu750 in the RH domain of the P protein ( FIG. 1 ). HBV proliferative stable cell line PUB9 was obtained by transfection of pPB. The HBV non-proliferative stable cell lines PUF12, YMHA46, RH27 and P-def30 were transfected with TP Tyr65Phe, RT YMHA, RNase H and P-deficient mutations, respectively. Stable cell lines were selected with 1 mg / ml G418 sulfate (Geneticin R ) and maintained at 200 ug / ml G418 sulfate. PEB8 as a control was prepared by transducing pPB into HepG2 cell line and maintained at 200 ug / ml G418 sulfate.

(2) 세포 배양 및 형질이입(2) cell culture and transfection

HBV 야생형과 돌연변이 클론들의 형질이입을 위하여 HuH7 헤파토마 세포주를 사용하였다. HuH7 세포를 페니실린, 스트렙토마이신 및 10% 우태아 혈청이 보충된 둘베코 변형 이글스 배지(Dulbecco's modified eagle's medium)에 유지하였다. HBV 야생형과 돌연변이 플라스미드(8ug)을 HuH7 세포로 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine)(1ug/ul)을 사용하여 10 cm 플레이트 위에서 형질이입하였다. HBV 증식성 안정적인 세포주 PUB9는 pPB의 형질이입으로 확보하였다. 1mg/ml G418 설페이트(제네티신R)로 선별된 안정적인 세포주는 200ug/ml G418 설페이트, 페니실린 및 스트렙토마이신 및 10% 우태아혈청이 보충된 둘베코 변형 이글스 배지에서 유지한다.HuH7 hepatoma cell line was used for transfection of HBV wild type and mutant clones. HuH7 cells were maintained in Dulbecco's modified eagle's medium supplemented with penicillin, streptomycin and 10% fetal calf serum. HBV wild type and mutant plasmids (8 ug) were transfected onto 10 cm plates using polyethyleneimine (1 ug / ul) with HuH7 cells. HBV proliferative stable cell line PUB9 was obtained by transfection of pPB. Stable cell lines selected with 1 mg / ml G418 sulfate (Genetisin R ) are maintained in Dulbecco's Modified Eagles medium supplemented with 200 ug / ml G418 sulfate, penicillin and streptomycin and 10% fetal calf serum.

[실시예 2] 야생형 B형 간염 바이러스와 증식저해된 HBV 돌연변이체에서의 미토콘드리아 재배치의 차이. Example 2 Differences in Mitochondrial Rearrangement in Wild-type Hepatitis B Virus and Inhibited HBV Mutants.

(1) 면역형광분석(1) Immunofluorescence Analysis

안정적으로 형질이입된 세포들을 커버 슬립에서 24-48 시간 동안 배양하고 PBS로 씻어내고 4% 포름알데하이드로 7분 동안 고정하였다. 그리고 PBS에 녹인 0.15% 트리톤 X-100로 5분 동안 투과시킨다. 샘플들은 1% 우혈청 알부민(bovine serum albumin; BSA)으로 1시간 동안 배양하고 첫 번째 항체로 배양한다. 항 HBc 항체(DAKO)를 코어 파티클을 검출하기 위해 사용한다. 1% 우혈청 알부민에 녹아있는 첫 번째 항체를 상온에서 1시간 동안 배양한다. 세포들을 FITC 접합된 항-마우스 항체 또는 로다민 접합된 항-마우스 항체로 1시간 동안 배양한다. 미토콘드리아를 검출하기 위해서 미토-트랙커(Mito-tracker)를 사용하였다. 커버 슬립에서 자란 증식성 안정된 세포가 붙어있는 커버 슬립을 뒤집어서 슬라이드에 올려놓은 후 공초점 레이저 스캐닝 현미경(LSM510, Zeiss)로 관찰한다.Stably transfected cells were incubated for 24-48 hours on a cover slip, washed with PBS and fixed with 4% formaldehyde for 7 minutes. And it is permeated for 5 minutes with 0.15% Triton X-100 dissolved in PBS. Samples are incubated for 1 hour with 1% bovine serum albumin ( BSA ) and incubated with the first antibody. Anti-HBc antibody (DAKO) is used to detect core particles. The first antibody dissolved in 1% bovine serum albumin is incubated at room temperature for 1 hour. Cells are incubated for 1 hour with FITC conjugated anti-mouse antibody or rhodamine conjugated anti-mouse antibody. Mito-trackers were used to detect mitochondria. Cover slips with proliferative stabilized cells grown on cover slips are placed upside down on slides and observed with a confocal laser scanning microscope (LSM510, Zeiss).

(2) 미토콘드리아 클러스터링(2) mitochondrial clustering

미토콘드리아의 핵막 주변으로 클러스터링(clustering)은 두 개의 기준으로 판단된다. 세포내에서 미토콘드리아에의해 차지되고 있는 영역이 40% 미만이면, 초승달모양 또는 고리 모양의 미토콘드리아 염색이 관찰되었다. 명백한 미토콘드리아 응집이 첫 번째 기준으로 사용되고, 분석은 두 사람에 의해서 블라인드(blind) 방식으로 행하였다. 무정형의 미토콘드리아 응집의 두 번째의 기준으로는, 세포내에서 미토콘드리아가 차지하고 있는 LSM5 이미지 브라우어 (Zeiss 사)을 이용하여 자동적으로 계산하고 구획화하여 전체 세포 영역과 비교한다. 편이를 위해서 핵 영역은 항상 계산에 포함된다. 세포당 미토콘드리아의 영역이 60% 미만인 경우에는 미토콘드리아가 응집된 세포로 판단하였고, 반면에 60% 보다 높은 값인 경우에는 미토콘드리아가 응집되지 않은 세포로 판단했다. Clustering around the nuclear membrane of the mitochondria is judged by two criteria. If the area occupied by the mitochondria in the cell was less than 40%, crescent or annular mitochondrial staining was observed. Obvious mitochondrial aggregation was used as the first criterion and the analysis was performed in a blind manner by two people. As a second standard of amorphous mitochondrial aggregation, the LSM5 image browser (Zeiss Inc.) occupied by mitochondria in cells is automatically calculated and compartmentalized and compared with the entire cell area. For the sake of simplicity, the nuclear domain is always included in the calculation. If the area of mitochondria per cell is less than 60%, the mitochondria were determined to be aggregated cells, whereas if the value of the mitochondria was higher than 60%, the mitochondria were determined to be non-aggregated cells.

(3) 결과(3) results

HBV 야생형과 돌연변이를 발현하는 세포에서 세포 내 미세소기관들의 분포를 관찰하기 위해서 미토콘드리아의 위치를 미토-트랙커와 공초점 현미경을 이용하여 실험하였다. 도 2를 보면, HBV 증식성 세포인 PUB9에서는 핵막 주변에 미토콘드리아가 고리모양으로 모여있는 것을 알 수 있다. 반대로 비증식성 세포인 HBV 돌연변이체들에서는 미토콘드리아가 안정적으로 발현되고 세포질(cytoplasm) 전체에 분포되 있는 것을 확인할 수 있다.In order to observe the distribution of intracellular microorganisms in cells expressing HBV wild type and mutant, the location of mitochondria was examined using mito-tracker and confocal microscopy. 2 , it can be seen that mitochondria are gathered in a ring shape around the nuclear membrane in PUB9, an HBV proliferating cell. In contrast, in HBV mutants, which are non-proliferative cells, mitochondria are stably expressed and distributed throughout the cytoplasm.

[실시예 3] B형 간염 바이러스 억제제 스크리닝 확인Example 3 Hepatitis B Virus Inhibitor Screening Confirmation

HuH7 헤파토마 세포주를 HBV 야생형의 형질이입을 위해 사용한다. HuH7 세포는 페니실린 및 스트렙토마이신 및 10% 우태아 혈청이 보충된 둘베코 변형 이글스 배지(Dulbecco's modified eagle's medium)에서 유지한다. HBV 야생형 플라스미드(8㎍)를 HuH7 세포로 폴리에틸렌이민(1㎍/㎕)을 이용하여 10 cm 플레이트 위에서 형질이입한다. HBV 증식성 안정된 세포 주 PUB9은 pPB를 형질이입시킴으로서 제조한다. 안정화된 세포주는 1mg/ml G418 설페이트(제네티신R)로 선별하였고 200ug/ml G418 설페이트, 페니실린 및 스트렙토마이신 및 10% 우태아혈청이 보충된 둘베코 변형 이글스 배지에서 유지한다.HuH7 hepatoma cell line is used for transfection of HBV wild type. HuH7 cells are maintained in Dulbecco's modified eagle's medium supplemented with penicillin and streptomycin and 10% fetal bovine serum. HBV wild-type plasmids (8 μg) are transfected onto 10 cm plates with polyethylenimine (1 μg / μl) into HuH7 cells. HBV proliferative stabilized cell line PUB9 is prepared by transfection of pPB. Stabilized cell lines were selected with 1 mg / ml G418 sulfate (Geneticin R ) and maintained in Dulbecco's Modified Eagle's Medium supplemented with 200 ug / ml G418 sulfate, penicillin and streptomycin and 10% fetal calf serum.

HBV 증식성 안정된 세포주가 형질이입된 PUB9 세포를 6-웰 플레이트에 준비된 커버슬립 위에서 24시간정도 배양한 후 잠재성 항바이러스 물질 헤파가드사(Hepaguard Company Group: HCG)의 헤파가드™ (Hepaguard™) 350㎍/ml을 처리하고 3일후, 아데포비어™(Adefovir)을 100μM을 처리한 후 4일후 면역형광분석을 하였다. 미토콘드리아를 관찰하기 위하여 미토트래커(Mito-tracker)를 사용하여 공초점 레이저 스캐닝 현미경(LSM510, Zeiss)로 관찰하였다.PUB9 cells transfected with HBV proliferative stabilized cell lines were incubated for 24 hours on coverslips prepared in 6-well plates, followed by Hepaguard ™ from the latent antiviral company Hepaguard Company Group ( HCG ). After 3 days of treatment with 350 μg / ml, Adefovir ™ was treated with 100 μM and immunofluorescence was performed after 4 days. In order to observe the mitochondria, it was observed by a confocal laser scanning microscope (LSM510, Zeiss) using a mito-tracker.

관찰결과 도 3의 (A) 패널과 같이 아무것도 처리하지 않은 PUB9 세포는 미토콘드리아가 핵막 주변에 모여 있는 패턴을 보였다. 도 3의 아데포비어를 처리한 실험구(B) 및 헤파가드 처리한 실험구(C)에서는 미토콘드리아가 핵막주변으로 이동하는 것이 억제되고 있어서, B형 간염 바이러스가 억제되고 있는 것을 보인다.As a result , PUB9 cells treated with nothing as shown in the panel (A) of FIG. 3 showed a pattern in which mitochondria were gathered around the nuclear membrane. In the experimental group (B) treated with adefovir of FIG. 3 and the experimental group (C) treated with hepagard, mitochondria were inhibited from moving around the nuclear membrane, and hepatitis B virus was suppressed.

본 발명은 B형 간염 바이러스의 억제제를 간편하고 효율적으로 탐색할 수 있는 스크리닝 방법이다. 이와 같은 스크리닝 방법은 고처리량(high throughput) 방법이 가능하여 대규모의 잠재성이 있는 항바이러스제를 탐색할 수 있다. 또한 세포에 직접 처리하여 세포내 바이러스를 억제하는 것을 확인하므로, 실제로 세포외부에 처리했을 때 세포내 바이러스에게로 전달되어지는 약제를 선택할 수 있는 장점이 있다. The present invention is a screening method that can easily and efficiently search for inhibitors of hepatitis B virus. Such a screening method can be a high throughput method to search for antiviral agents with a large potential. In addition, since it is confirmed that the intracellular virus is inhibited by treating the cell directly, there is an advantage in that a drug delivered to the intracellular virus can be selected when the cell is actually treated outside the cell.

도 1은 HBV 야생형과 돌연변이체의 제조에 대한 개요도를 나타낸다. HBV 염기서열은 두꺼운 선으로 나타냈고 5'및 3'끝에 ε 염기서열을 표시했다. C, P, S 및 X 유전자들은 열린 박스로 나타냈다. P 단백질의 각 도메인(TP, Spacer, RT 및 RNase H)를 나타냈다. 포인트 돌연변이의 위치는 닫혀진 화살표로 나타냈다. 1 shows a schematic of the preparation of HBV wild type and mutants. HBV sequences are shown as thick lines and ε sequences are indicated at the 5 'and 3' ends. C, P, S and X genes are shown as open boxes. Each domain of P protein (TP, Spacer, RT and RNase H) is shown. The location of the point mutations is indicated by closed arrows.

도 2는 B형 간염 바이러스 야생형 및 증식저해 돌연변이체를 발현 세포에서의 미토콘드리아 분포를 보인다. 공초점현미경을 통하여 관찰된 Mito-Tracker 및 항-알파-튜블린 항체 각각 염색된 미토콘드리아(붉은색) 및 미세소관(녹색)이다. (A) 야생형 (B) RNase H 반응 결핍된 증식 저해 돌연변이형 (C) 프라이밍 반응 결핍 증식 저해 돌연변이형 (D) 역전사반응 결핍 증식 저해 돌연변이형 2 shows the mitochondrial distribution in cells expressing the hepatitis B virus wild type and proliferative mutants. Mito-Tracker and anti-alpha-tubulin antibodies observed through confocal microscopy are stained mitochondria (red) and microtubules (green), respectively. (A) Wild type (B) RNase H response deficient proliferation inhibition mutant (C) Priming reaction deficient proliferation inhibition mutant (D) Reverse transcript deficiency proliferation inhibition mutant

도 3은 2x105개의 B형 간염 바이러스가 증식하는 안정된(stable) PUB9 세포를 6-웰 플레이트에 준비된 커버슬립 위에서 24시간정도 배양한 후 B형 간염 바이러스 증식억제제를 처리한 후 면역형광법(Immunofluorescence assay: IFA)을 행한 것이다. (A) B형 간염 바이러스가 증식하는 안정된(stable) PUB9 세포에 아무것도 처리하지 않음. (B) 아데포비어(100uM)를 처리한 후 4일째 (C) 헤파가드 (350㎍/ml)을 처리한 후 3일째 (D) B형간염바이러스가 증식하지 않는 PUF12 세포 FIG. 3 is an immunofluorescence assay after incubating stable PUB9 cells in which 2 × 10 5 hepatitis B viruses are propagated on a coverslip prepared in a 6-well plate for 24 hours, and then treated with hepatitis B virus inhibitor. : IFA). (A) No treatment on stable PUB9 cells in which hepatitis B virus proliferates. (B) 4 days after treatment with adefovir (100 uM) (C) 3 days after treatment with hepagard (350 μg / ml) (D) PUF12 cells that do not proliferate hepatitis B virus

Claims (3)

정상적인 증식능을 가지고 있는 야생형 B형 간염 바이러스를 세포에 형질이입하여 배양하는 단계;Transfecting the cells with wild-type hepatitis B virus having normal proliferative capacity and culturing the cells; 잠재적인 항바이러스제를 상기 세포와 접촉하는 단계; Contacting the potential antiviral agent with the cell; 미토콘드리아의 위치를 확인용 검출물을 공급하는 단계; 및Supplying a detection object for identifying the position of the mitochondria; And 핵막 주변으로 미토콘드리아의 이동 억제되는 것을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 B형 간염 바이러스 저해제 스크리닝 방법. Hepatitis B virus inhibitor screening method comprising the step of confirming that the movement of mitochondria around the nuclear membrane is inhibited. 정상적인 증식능을 가진 야생형 B형 간염 바이러스가 형질이입된 세포;Cells transfected with wild-type hepatitis B virus with normal proliferative capacity; 잠재적인 항바이러스제와 상기 세포를 접촉시키기 위한 용기; 및A container for contacting the cell with a potential antiviral agent; And 편광측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 B형 간염 바이러스 저해제 스크리닝 장치.Hepatitis B virus inhibitor screening apparatus comprising a polarimeter. 제 1 항에 있어서, 1x104 내지 1x 108 개의 HBV가 증식하는 안정화된(stable) 세포를 배양접시에서 배양하는 단계;The method of claim 1, further comprising: culturing the stabilized cells in which 1 × 10 4 to 1 × 10 8 HBVs proliferate in a culture dish; 상기 세포와 잠재적인 항바이러스제를 접촉시키는 단계; 및 Contacting the cell with a potential antiviral agent; And 미토콘드리아의 위치를 확인할 수 있는 면역형광분석을 통하여 핵막주변으로의 미토콘드리아의 이동이 억제되는 것을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 B형 간염 바이러스 저해제 스크리닝 방법. Hepatitis B virus inhibitor screening method comprising the step of confirming that the movement of mitochondria to the periphery of the nuclear membrane through the immunofluorescence analysis that can determine the location of the mitochondria.
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