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背景和目的:乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)编码的HBx蛋白是一种多功能调节蛋白,它与HBV复制水平和HBV相关性原发性肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的发生和发展密切相关,但其具体调控机制尚未完全阐明。目前研究发现在永生化和转化细胞系中,有效的HBV复制依赖于HBx蛋白,其中HBx蛋白的羧基端具有关键作用。但在正常肝细胞中,HBx通过何种途径调控HBV的复制、如何影响细胞增殖途径以及其作用的确切功能区尚不清楚。本课题以正常原代培养小鼠肝细胞为研究对象,探讨HBx蛋白及其截短体对细胞周期和HBV复制水平的影响及其相互关系,并确认HBx发挥上述作用的主要功能区,以揭示HBx蛋白参与调控细胞周期和HBV复制的分子机制。方法:(1)运用改良的原位两步胶原酶灌流法对C57BL/6小鼠肝细胞进行分离纯化,采用含多种添加物的无血清WME培养基对小鼠肝细胞进行原代培养,过碘酸雪夫氏(Periodic acid-Schiff′s,PAS)染色、生化法鉴定肝细胞的功能和分化特性,免疫蛋白印迹(Western blot)法检测新鲜分离和原代培养肝细胞的细胞周期标志物p16、p21、cyclinD1、cyclin E、cyclin A的表达水平。(2)利用HBx及其截短体表达质粒pSI-HA-X、pSI-HA-X1-101、pSI-HA-X43-154,瞬时转染原代培养小鼠肝细胞,免疫沉淀(immunoprecipitation,IP)/Western blot法检测HBx蛋白表达水平。Western blot法检测细胞上述周期标志物表达水平。(3)利用编码HBV全基因组1.2倍体(payw1.2)的pGEM-HBV质粒和HBx缺失突变的相同质粒pGEM-HBV△X瞬时转染原代培养小鼠肝细胞,将pSI-HA-X、pSI-HA-X1-101、pSI-HA-X43-154分别与pGEM-HBV△X共转染细胞,IP/Western blot法检测HBx蛋白表达水平,Western blot法检测细胞上述周期标志物及HBV编码蛋白HBc的表达,Southern印迹杂交(Southern blot)及实时荧光定量PCR检测HBV复制水平。(4)利用特异性沉默p53基因的miRNA干扰质粒分别与pGEM-HBV和pGEM-HBV△X共转染原代培养小鼠肝细胞, IP/Western blot法鉴定p53沉默效率,Western blot法检测细胞上述周期标志物及HBV编码的HBc蛋白的表达,Southern印迹杂交(Southern blot)和实时荧光定量PCR法检测HBV复制水平。结果:(1)原代培养的小鼠肝细胞能保持合成白蛋白、尿素、糖原的肝脏特异性功能和分化特性,并能维持与新鲜分离肝细胞相同的静息细胞周期(G0期)状态。(2)在转染后原代培养小鼠肝细胞中IP/Western blot法能检测到全长HBx蛋白及其羧基端截短体HBx1-101、氨基端截短体HBx43-154的表达,全长HBx与HBx43-154的表达水平相当,而HBx1-101的表达水平明显低于前两者。全长HBx与HBx43-154能下调p16的表达水平,上调p21、cyclin D、cyclin E的表达水平,对cyclin A的表达水平无影响,HBx1-101对上述细胞周期标志物的表达水平均无影响。在增加pSI-HA-X1-101质粒转染量以提高HBx1-101蛋白表达水平之后,对细胞周期标志物的表达仍无影响。(3)与pGEM-HBV△X组细胞相比, pGEM-HBV组细胞内p16的表达下调,p21、cyclin D、cyclin E的表达上调,cyclin A的表达水平无明显变化,且核心颗粒HBV DNA水平明显高于pGEM-HBV△X组细胞。分别以全长HBx和HBx43-154重建pGEM-HBV△X缺失的HBx蛋白表达之后,其各项细胞周期标志物的表达和核心颗粒HBV DNA均能够恢复到与pGEM-HBV组细胞相似的水平,但即使增加pSI-HA-X1-101质粒转染量以使HBx1-101蛋白表达水平与全长HBx和HBx43-154相当,pGEM-HBV△X组细胞内细胞周期标志物的水平和核心颗粒HBV DNA水平仍然没有明显改变。HBV编码的HBc蛋白水平在各组细胞中一致。(4)转染pGEM-HBV△X的细胞中,沉默p53基因的表达使p16表达下调,cyclin D1、cyclin E、cyclinA表达上调,对p21的表达水平无影响,并能使其核心颗粒HBV DNA水平上升,但不能达到与pGEM-HBV组细胞相当的水平。转染pGEM-HBV的细胞中,沉默p53基因的表达对其细胞周期标志物水平及核心颗粒HBV DNA水平均无明显影响。HBV编码的HBc蛋白水平在各组细胞一致。结论:在保持静息细胞周期状态的原代培养小鼠肝细胞中,HBx蛋白通过下调p16的表达,上调cyclin D、cyclin E的表达,使细胞从G0期进入G1期,且通过上调p21的表达,使细胞停滞在G1期,并由此促进HBV的复制。HBx蛋白能通过上调p21的表达拮抗内源性p53基因沉默导致的细胞周期向S期推进,从而促进HBV的复制。原代培养小鼠肝细胞中HBx蛋白是维持HBV有效复制水平的关键因素,HBx的羧基端是HBx通过调控细胞周期进程促进HBV复制的重要功能区。