潘秋卫/王艺瑾团队合作建立戊肝病毒感染肝脏类器官模型

责编｜酶美

戊型肝炎病毒（HEV）在全球广泛流行，尤其在东亚和南亚地区，在日美和西欧等国家也存在散发流行。HEV在健康人群通常呈急性或潜伏感染，但在特殊人群如孕妇、器官移植病人或有基础肝病患者，HEV感染会导致戊型肝炎重症化、慢性化、肝外损伤甚至死亡。有效的体外模型对研究戊型肝炎发病机制，病毒宿主互作及药物开发至关重要。目前，肝癌细胞系是最为常用的戊肝病毒体外模型，但其特征与正常肝细胞相距甚远，在探究感染后宿主应答和抗病毒药物评估方面存在局限性。类器官（organoids）是从多能干细胞或者器官祖细胞生成的，它们分化并自发形成与体内来源组织或器官高度相似的结构，在保持源组织/器官细胞类型的结构、组成、多样性和功能方面具有独特优势。

近日，荷兰伊拉斯姆斯大学医学中心潘秋卫课题组与南方科技大学王艺瑾团队在Science Advances发表了题为Recapitulating hepatitis E virus–host interactions and facilitating antiviral drug discovery in human liver–derived organoids的研究论文。该研究利用人源肝脏类器官成功建立了戊肝病毒体外复制和感染模型，该模型支持戊肝病毒感染的整个生命周期，适用于研究病毒宿主互作以及抗病毒药物筛选。

课题组在前期及本研究中发现戊肝患者肝脏中的肝实质细胞（hepatocytes）和胆管上皮细胞（cholangiocytes）均可直接感染戊肝病毒。肝脏组织中干细胞群主要位于胆道室，可体外培养成具有胆管细胞表型的类器官，通过特定的培养条件可分化为肝实质细胞。本研究首先利用正常人源肝组织得到3D培养的类器官，通过电转方式将反向遗传系统得到的戊肝病毒RNA导入类器官细胞或病毒颗粒直接感染类器官，证实分化与未分化的3D肝脏类器官均能有效支持戊肝病毒复制及感染（图1）。

图1. 3D培养的人源肝脏类器官在分化（右）与未分化（左）的状态下均能有效支持戊肝病毒复制及感染

研究人员随后采用Transwell培养系统，将3D肝脏类器官转化成2D单细胞层。分化与未分化的2D肝脏类器官细胞也均能有效支持戊肝病毒复制及感染，并进一步发现该系统中病毒颗粒更倾向于从细胞顶端而非从基底端释放到上清，因此该模型一定程度模拟了人体肝脏的排毒方式（图2）。

图2. 2D培养的人源肝脏类器官细胞有效支持戊肝病毒复制及感染及其病毒释放模式。

此外，该研究通过转录组学以及tRNA组学，探究了戊肝病毒与宿主的互作，验证了干扰素通路激活及其抗病毒效应。最后利用基于3D类器官的戊肝病毒复制模型，通过筛选广谱抗病毒药物文库发现高三尖杉酯碱（Homoharringtonine）具有高效的抗戊肝病毒作用。在相同浓度下，强于已在临床使用的抗戊肝药物病毒唑（Ribavirin）（图3）。高三尖杉酯碱主要用于治疗白血病，其抗戊肝作用还需后期体内实验验证。

综上，该研究成功建立了人源肝脏类器官为基础的新型戊肝病毒体外模型。该系统将极大推动戊肝病毒与宿主互作以及抗病毒药物筛选的研究。但是该模型目前主要适用于基因3型戊肝病毒，其他基因型的模型还有待进一步探究和优化。

博士生李鹏飞为论文第一作者，潘秋卫博士和王艺瑾副教授为共同通讯作者。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj5908

制版人：十一

转载须知

【非原创文章】本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。