适应性突变启动丙型肝炎病毒在肝细胞系中复制的分子机制

Majority of hepatitis C virus (HCV) infection results in chronic hepatitis C, which is a leading cause of liver cirrhosis and liver cancer. HCV is classified into 7 genotypes, with differential sensitivity to current therapeutics. To date, only JFH1 (genotype 2a) clone was found to be able to replicate spontaneously in cultured human hepatoma cells and releases infectious virus. Basic HCV research required for vaccine and drug development has been hampered by the inability to culture patient isolates. Recently, we identified 3 cell culture adaptive mutations F1464L, A1672S, and D2979G (LSG), with which we successfully developed novel HCV genotype 1a, 2a, and 2b infectious culture systems. In this project, we aim to study the molecular mechanism of the LSG and other mutations P1096L, N1927T, and N1927S, identified from different adapted infectious HCV clones, in promoting replication-incompetent HCV genomes to replicate and establish persistent infection in hepatic cell lines. This project is expected to elucidate the mechanism of culture adaptive mutations in overcoming the barrier of host factors to establish a productive HCV infection in vitro, thus facilitating the development of infectious culture systems for other HCV isolates as well as a culture system universal for HCV genotypes.

丙型肝炎病毒（hepatitis C virus, HCV）感染可导致传染性丙型肝炎，是诱发肝硬化和肝癌的重要因素之一。HCV有7种基因型，各基因型对药物的应答差异严重影响对病人的治疗。缺乏代表各基因型HCV的细胞培养系统严重阻碍了HCV基础研究和抗病毒药物的研制。迄今，只发现基因2a型的JFH1克隆可在肝细胞系中自主复制。最近，我们鉴定了3个适应性突变，称LSG突变（F1464L，A1672S和D2979G），并建立了基于LSG的HCV基因1a、2a和2b型的体外感染性克隆。但是，适应性突变启动HCV在肝细胞系中复制的机制还不清楚。本项目将研究LSG和出现在不同感染性克隆中的突变（P1096L，N1927T和N1927S）启动无复制能力的HCV基因组在肝细胞系中复制的分子机制。此课题将综合解析适应性突变克服细胞限制因子，进行复制的分子机理，为建立普遍适用的HCV体外培养系统奠定基础。

丙型肝炎病毒（HCV）感染可导致传染性丙型肝炎，是诱发肝硬化和肝癌的重要因素之一。迄今，只发现基因2a型的JFH1克隆可在肝细胞系中自主复制。缺乏代表各基因型HCV的细胞培养系统严重阻碍了HCV基础研究和抗病毒药物的研制。我们之前鉴定了很多适应性突变，包括3个关键适应性突变（LSG； 即F1464L，A1672S和D2979G）和其它增加病毒感染滴度的突变。目前适应性突变启动HCV在肝细胞系中复制的机制还不清楚。本课题计划研究HCV适应性突变启动无复制能力的HCV 基因组在肝细胞系中复制的分子机制。我们发现一个高频出现的S突变F772S在HCV复制和生命周期中的作用是促进HCV的复制和装配，以及p7和NS4A的相互作用，这种相互作用有RNA参与（Duan 2018 Emerg Microbe Infect）。我们还鉴定了更多新的突变，建立了新的HCV 1b和6a型病毒的细胞感染复制模型（Li 2018 Virology和Chen 2018 Front Microbiol）。此外，课题计划的RNA-蛋白质和蛋白-蛋白相互作用也取得研究数据，特别是LSG中NS3的“L”突变增强病毒蛋白的相互作用。通过本课题的实施，已经积累了大量实验数据，部分数据已经成整篇文章发表（见上，3篇），部分数据在合作文章中发表（见附件，4篇）。解析适应性突变克服细胞限制因子达到复制目的的分子机理，对加深我们对HCV及正义RNA病毒的复制机制有重要作用，为今后建立普遍适用的HCV体外培养系统奠定实验理论基础。