新技术实时观测丙型肝炎病毒感染

为了更好地监控丙型肝炎病毒的感染，美国洛克菲勒大学Charles Rice领导的研究小组开发出一种报告系统，能实时观测活细胞中的HCV感染。此系统不需要使用遗传改造的病毒，且非常灵敏，能检测单细胞中的感染事件。

　　

丙型肝炎病毒（HCV）感染肝细胞，并引起慢性肝炎。有慢性丙肝病毒感染的人可能毫无异样感觉。然而﹐他们可能发展成肝硬化或在感染多年后转成肝癌。尽管抗病毒药物在某些病人身上证明有效﹐而且能够康复，但是在多数情况下﹐只有短暂效果或完全没有功效。

如同其它病毒一样，如果能建立一个系统，在细胞培养物中繁殖这种病原体，那对于更好地了解丙型肝炎，并加速抗病毒疗法的开发是大有裨益的。可惜，培养HCV是非常困难的。即使世界上有大约2亿人被感染，也仅有一个分离株能在细胞培养中繁殖，而无需获得适应性突变体。因此，目前绝大部分的HCV研究都是基于这一株以及来源于肝癌的特定细胞系。

为了更好地监控感染，美国洛克菲勒大学Charles Rice领导的研究小组开发出一种报告系统，能实时观测活细胞中的HCV感染。此系统不需要使用遗传改造的病毒，且非常灵敏，能检测单细胞中的感染事件。

这种新开发的报告系统是基于病毒蛋白酶NS3-4A对细胞靶点IPS-1的活性，IPS-1靶点位于线粒体上。研究人员将蛋白酶识别位点与绿色荧光蛋白或红色荧光蛋白融合，并加上了线粒体定位的信号肽，这样，当重组子引入细胞时，线粒体被荧光标记。一旦HCV感染，病毒蛋白酶切割嵌合蛋白，并释放出荧光信号。

图1. 在HCV感染的细胞中（右），改造的荧光蛋白底物被病毒蛋白酶切割，导致报告基团从线粒体转位到细胞核。图像来自Charles Rice和Christopher Jones。

这种报告系统的可靠信号来源于NS3-4A切割的效率以及底物的高组成型表达，让很少量的病毒也能观察到。此外，红色变异体还包含了核定位序列，这样一旦病毒诱导蛋白水解，荧光就移向细胞核。研究人员表示，这种核转位增加了观测，并帮助在原代细胞中检测HCV复制。

在过去，人原代肝细胞中的HCV感染研究是非常具有挑战性的。Rice等利用报告系统的灵敏度，以及最近报道的共培养平台，首次观察了原代肝细胞的HCV感染。

研究小组将利用这项技术，来研究病毒-宿主的相互作用，以及病毒扩散的机制。他们正在开展的一项实验是将报告系统与激光捕获显微镜结合。这些实验将鉴定并分理处感染和未感染的细胞，并比较转录水平。通过这些，研究人员旨在了解更多引起病毒感染的细胞生物学变化，从而探索出干扰病毒-宿主相互作用的新途径。

这个报告系统还能用在从感染个体中筛选出新的感染分离株，有望扩展目前的HCV培养系统。（生物通 余亮）

原文阅读：

Real-time imaging of hepatitis C virus infection using a fluorescent cell-based reporter system

Nature Biotechnology 28, 167–171 (2010) doi:10.1038/nbt.1604