实验室培养的肝细胞为丙型肝炎感染提供模型

霍华德休斯医学研究所研究人员和他们的同事在洛克菲勒大学已经开发出一种新方法对人类肝细胞在体外生长。

使用新的细胞培养系统,科学家们现在可以在实验室里研究丙型肝炎病毒在一段时间内周——这可能促进广泛努力,研制出一种疫苗或找到有效治疗感染。

直到现在,科学家致力于丙型肝炎疫苗设计一直受到缺乏动物模型或者一个文化系统,可以支持病毒感染的长期研究。

新研究发表在《美国国家科学院学报》(PNAS),支持网络的科学家们报告他们已经复制细胞和其他因素,使肝细胞体内蓬勃发展。

研究人员说,他们的系统是第一个允许持续感染丙型肝炎病毒(HCV),一个主要的公共健康威胁在世界的许多地方。文化系统将帮助研究人员了解病毒感染肝细胞和提高效率的临床前药物治疗丙肝病毒感染的筛查。

问题工程师桑吉塔•巴蒂亚霍华德·休斯医学研究所的研究员麻省理工学院,和病毒学家查尔斯·赖斯,中心主任丙型肝炎在洛克菲勒大学的研究,合作开发新的文化系统。他们的工作是本周发表在美国国家科学院院刊上的1月25日,2010年。

在过去的几年里,巴蒂亚一直在发展和精炼系统日益增长的人类肝细胞,很难维持和运转正常在身体之外。孤立的肝细胞必须保持一个特定的体系结构和巴蒂亚说,有一个最佳的数字可以生长在一个殖民地。细胞还需要一个复杂的混合营养物质和微环境的信号,他们通常居住。

Bhatia的麻省理工学院的实验室,萨尔曼·Khetani创造了他所称的微型图象培养(MPCCs)提供了一个支持性的环境,帮助肝细胞茁壮成长。改编自电脑芯片的制造工具是用来点微观,圆形团的人类肝细胞在塑料或玻璃盘子。然后科学家们添加支持细胞-被称为基质和各种因素,模仿他们的自然环境,定位他们可以最有效地支持肝脏细胞。

在以前的报告,巴蒂亚说,“我们显示这可能提高他们的长寿和功能。”

下一个团队想要证明丙肝病毒感染培养细胞相同的方式将感染肝细胞在人体内。Khetani和亚历山大•普洛斯,大米的实验室的一员,设计实验来检查是否使用的培养细胞具有正常的入口点HCV病毒颗粒和病毒是否使用它们。

团队的调查人员还必须设计一个实验证明迅速,最终,病毒复制-经历完整的生命周期内的细胞。在洛克菲勒、水稻的组织发展策略来衡量感染比标准技术允许更快速、准确。

这些技术开发的丙肝病毒“pseudoparticle”病毒——一种惰性病毒表面工程携带丙肝病毒糖蛋白,与绿色荧光蛋白的基因。这允许研究人员设想该病毒的单元格条目过程分开后丙肝病毒生命周期的步骤。当在显微镜下观察肝细胞,绿色荧光蛋白的发光显示成功的丙肝病毒pseudoparticles进入靶细胞。

第二个跟踪方法涉及一个丙肝病毒变体设计来表达另一种基因,只产生一个不言而喻的。荧光素酶基因,产生一种蛋白质,这种蛋白质会分泌的丙肝病毒粒子复制时,意味着感染肝细胞将点亮,只要里面的病毒继续繁殖。

将这些技术应用于丙肝病毒、普洛斯、Khetani、大米和Bhatia显示一小部分肝细胞生长在他们的文化体系——那些被冻结和他人刚获得——可能持续感染长达两周。

MPCC文化系统,他们的结论是,将允许研究人员研究丙肝病毒的生命周期在几天或几周内,将提供,第一次,一个机会来测试潜在的干预策略的影响。

许多未来的项目可以设想,现在系统已被证明可行,巴蒂亚说。例如,病毒学家将更好地理解病毒的行为,因为实验室培养的殖民地比以前更栩栩如生的感染系统。筛选候选疫苗和抗病毒药物可以同时进行检测肝脏毒性。

文化系统也可能是一个有价值的工具在努力解决一个关键问题在治疗HCV感染患者肝脏失败:如果他们接受肝移植,供体器官几乎肯定会感染丙肝病毒在病人的身体。

“研究人员正在考虑管理,以及移植,阻止再次感染的抗体。文化系统在测试抗体可能很有帮助,”巴蒂亚说。