基于新型反式互补模型HCVΔE1的丙型肝炎病毒包膜蛋白1的功能研究

Hepatitis C virus (HCV) infection is a major health problem worldwide. The envelope glycoproteins are the major components of viral particles. Here we developed a trans-complementation system that allows the production of infectious HCV particles in whose genome the regions encoding envelope protein 1 is deleted (HCVΔE1). The lack of E1 protein could be efficiently complemented by the expression of homologous envelope proteins in trans. HCVΔE1 production could be enhanced significantly by previously identified adaptive mutations in NS5A. Moreover, HCVΔE1 could be propagated and passaged in packaging cells stably expressing HCV envelope protein 1, resulting in only single-round infection in wild-type cells. The infectivity of HCVΔE1 can be increased more than 100 folds introducing adaptive mutations into the viral genome. Using this new trans-complementation system, we propose the following studies: 1. study the roles of each domain of E1 in virus entry, assembly and release; 2. identify the host factors that participate in HCV assembly and release by using the HCVΔE1 model complemented with FLAG-tagged E1, and study the molecular mechanisms of identified host factors. Our proposal will help understand in depth the functional roles of E1 in HCV life cycle, and is important for new development of HCV therapy and prevention.

丙型肝炎是中国及世界上最主要的人类传染病之一。2011年我们利用反式互补HCV包膜蛋白的原理，建立了能产生只具有一次性感染力的HCV细胞培养模型(HCVΔE)，最近，根据相同策略，我们建立HCVΔE1模型，并在HCV RNA中引入适应性突变对其进行优化，可提高病毒的感染力约100倍。利用优化后的HCVΔE1模型，我们可以开展以下研究：1、系统的开展E1在HCV侵入宿主细胞及病毒组装释放过程中功能的研究； 2、FLAG标记的E1反式互补HCVΔE1，在建立的持续感染细胞中筛选能与E1相互作用并参与病毒组装释放的宿主因子，并研究其参与病毒组装释放的分子机制。这些研究有助于深入了解胞膜蛋白1 在HCV完整生命周期中的功能，还对于HCV的治疗和预防有重要意义。

丙型肝炎病毒（Hepatitis C virus, HCV）能导致急、慢性肝炎，肝硬化以及肝癌，全球约有3% 被HCV感染，它严重威胁人类的身体健康。包膜蛋白E1是病毒的结构蛋白的重要组成部分，它与E2蛋白形成异源二聚体在HCV生命周期中行使重要功能，它是抗病毒研究的一个重要的靶点。由于没有合适的系统，目前对E1的研究还不充分。我们建立了一种新型反式互补细胞感染模型，利用该细胞感染模型可以制备具有单轮感染能力的HCV病毒（HCVΔE1），通过引入增强突变提高病毒滴度约100倍。利用该模型系统的开展关于HCV 包膜蛋白E1的功能研究。我们发现：HCV 包膜蛋白E1上潜在膜融合结构域不仅参与了病毒侵入宿主细胞的过程，还参与了病毒的组装释放过程即病毒的形态发生过程；我们还鉴定得到与这些功能相关的关键氨基酸位点。本项的发现可以帮助我们更全面、清晰的认识HCV包膜蛋白E1的在HCV整个生命周期中的所起到作用。.通过修饰反式供给的E1蛋白，制备了带有FLAG标签的HCVΔE1活病毒颗粒，这些病毒颗粒的生物物理特征并没有发生显著改变。此外，该模型还可在真病毒感染的背景下，对包膜蛋白E1进行标记，可开展E1与宿主蛋白相互作用机制的研究。