JAKi介导的HBV在人胚胎干细胞来源的肝脏细胞（hESC-Heps）中感染增强的分子机制

As the fast development of the technologies of stem cell directional differentiation, hepatocytes derived from human embryonic stem cells (hESC-Heps) become a highly promising model for hepatitis virus research. However, the inefficiency of viral infection is a bottleneck in modeling. We found that a small molecule named JAKi can significantly enhance the viral infection in hESC-Heps. Interestingly, the effect of JAKi was not only limited to the regulation of JAK-STAT pathway. So far the mechanism of JAKi enhancement effect is still unclear. This project is aimed at clarifying the mechanism involved in this phenomenon from both virus and host aspects including 1) the influence of JAKi treatment on HBx-related MAVS pathway and HBV polymerase-related DDX3 pathway in hESC-Heps. It will find out whether JAKi strengthen the viral protein-mediated immune escape in hESC-Heps or not. 2) the influence of JAKi treatment on the differentiation direction and differentiation efficiency in hESC-Heps. It will find out whether JAKi will make hESC-Heps more suitable for HBV infection or not. In conclusion, the project will help us further clarify the mechanism of HBV-host interaction by using this novel HBV model and provide the new strategy for hepatitis B therapy.

随着干细胞定向分化技术的发展，人胚胎干细胞分化获得的肝脏细胞（hESC-Heps）有望成为一种全新的体外肝炎病毒模型，但病毒感染效率低下是建立该模型的瓶颈。我们在突破该难题的过程中，发现JAKi小分子能显著增强肝炎病毒在hESC-Heps中的感染；有趣的是，JAKi效应并不仅仅限于对JAK-STAT信号通路的调控，至今其内在机制仍不清楚。因此，申请人以该现象为切入点，提出从病毒和宿主细胞两方面研究：1）经过JAKi处理后，在hESC-Heps 细胞中，病毒HBx蛋白和HBV聚合酶分别对MAVS信号通路及DDX3信号通路的影响，分析JAKi是否加强了病毒的免疫逃逸能力。2）JAKi能否通过影响细胞定向分化，改变宿主细胞hESC-Heps的分化方向和效率，从而使其更加适宜于HBV的感染和复制。项目预期通过该新型研究模型，进一步阐明HBV与宿主相互作用的机制，为乙肝的抗病毒治疗提供新策略。

项目的背景：.项目属于交叉科学研究，其结合了干细胞领域的人胚胎干细胞定向诱导分化技术，以及病毒学领域的乙肝病毒HBV的感染及先天免疫分子机制研究。通过获得新型的人肝细胞并开展相应的乙肝病毒研究，能够深入的理解病毒与宿主之间的相互作用，发现新的机制。.主要研究内容：.项目分析了包括JAKi分子机制在内的病毒反应机制。发现乙肝病毒HBx在宿主中可以诱发强烈的反式激活效应以及相应的毒性效应.同时，项目新发现这一机制也和GSK3B信号通路，DDB1及P53信号通路相关。通过筛选更容易分化的人胚胎干细胞系，研究小组建立了稳定高效的诱导体系。同时，研究小组在3D培养类肝细胞及定型内胚层分化方向均取得了进展，为后续研究打下了基础。.重要结果：.在国家自然基金项目的支持下，目前已经公开发表SCI论文4篇，中文统计源期刊3篇，超过了项目原定的计划目标。项目已获得了重要的研究进展，后续进一步与本项目相关的成果，将如实注明项目批准号，并报送国家自然科学基金委员会。.关键数据：.人胚胎干细胞、原代肝细胞及新型类肝细胞均难以转染。项目首先精细分析了PEI制备慢病毒的方法，并实现了在类肝细胞以及人原代肝细胞中的高效感染。发现了通过分析HBV病毒在项目在乙肝病毒学领域提出了病毒感染“最小公约数”的概念，提出HNF4A等4个因子是病毒发生感染的关键因素。在非肝源性的293T细胞中，应用4个病毒相关因子我们首次检测到了病毒的感染及复制。我们还分析了乙肝病毒对宿主IFN反应的抑制，分析了JAK-STAT信号通路在其中的作用。同时，项目追踪肝性因子AFP、ALBUMIN等的表达，实现了3D肝细胞分化的突破。而在此过程中，为了实现高通量的药物筛选，我们还建立了荧光酶标仪定量GFP蛋白的新方法，为快速筛选小分子药物提供了平台。.科学意义：.项目结合干细胞技术推动了乙肝病毒领域的相关研究，同时在干细胞肝定向分化的方向取得了突破。干细胞治疗是未来医疗领域的重要方向，而在该方向持续开展研究，获得精细的数据将有利于该方向的深入发展。.