基于人骨髓间充质干细胞移植的大鼠乙肝病毒感染模型研究

批准号:
81571818
项目类别:
面上项目
资助金额:
105.0 万元
负责人:
李君
依托单位:
学科分类:
H2810.组织器官再生机制与调控
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
李君、辛娇娇、江静、石东燕、郝绍瑞、蒋龙燕、周倩、丁文超、邬天舟
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中文摘要
利用干细胞移植建立人鼠嵌合肝被认为是模拟人乙肝病毒(HBV)自然感染极具前景的动物模型。课题组前期利用具有免疫耐受和无排异反应的人骨髓间充质干细胞(hBMSC)移植成功救治暴发性肝衰竭(FHF)猪和大鼠,且动物肝内大量人源肝细胞均表达HBV感染特异性受体NTCP,显示含hBMSC来源肝细胞的人鼠嵌合肝具有被HBV感染的潜能。本研究拟在前期研究基础上经尾静脉注射HBV,建立新型人肝嵌合的免疫健全SD大鼠HBV感染模型;利用该模型新分泌HBV颗粒进行再感染评价;经组织学、血清学、基因组和蛋白组学等观察模型大鼠对HBV的易感性及肝损伤过程,鉴定模型动物肝细胞中Dane颗粒和NTCP、乙肝三系、HBV DNA和cccDNA等表达,发现易感HBV人源肝细胞的特异性分子,阐明HBV自然感染hBMSC/SD大鼠的确切机制。为最终阐明HBV生物学特性、乙肝发病机制、研发和筛选抗HBV新药等提供保障。
英文摘要
Hepatitis B virus (HBV) infection is one of the most prevalent infectious diseases associated with various liver diseases, including acute, chronic and fulminant hepatitis, hepatic cirrhosis and end-stage hepatic failure. Although the availability of HBV vaccine and the development of antiviral treatments, there are still more than 350 million people worldwide chronically infected with HBV. To clarify the precise mechanisms of HBV infection, viral life cycle, persistence of infection, and associated carcinogenesis, adequate animal models that recapitulate HBV-related liver diseases are urgently required. It is difficult to establish animal models of HBV infection because HBV has a very narrow host range and exclusively infects humans. Except of chimpanzees, tupaia, and the Asian tree shrew, no other immunocompetent animals have been used to recapitulate natural HBV infection in humans. Establish a chimeric rat model of HBV infection with stem cells transplantation has been recognized a promising alternative to overcome the limits of chimeric mouse models (need human hepatocytes as transplanted cell resources, mice do not recapitulate natural HBV infection). Our previous study has demonstrated that intraportal transplantation of human bone marrow mesenchymal stem cells (hBMSCs), which were immunological tolerant and no rejection, could rescue fulminant hepatic failure pigs and rats. The implanted hBMSCs could efficiently transdifferentiate into functional hepatocytes expressing HBV infection-specific receptor sodium-taurocholate cotransporting polypeptide (NTCP). These results imply that hBMSC-derived hepatocytes in chimeric rats may susceptible to HBV infection. Based on above results, we want to develop a novel immunocompetent hBMSC/SD rat model for HBV infection using hBMSCs transplantation in a FHF SD rat induced by D-galactosamine. The liver injury, HBV susceptibility, and re-infection process of HBV infected hBMSC/SD rat model will be evaluated by immunohistochemistry, serology, genome, proteome and metabolomics analyses. Electronic microscopy, qPCR, ELISA, and immunohistochemistry will be performed to characterize HBV DNA, cccDNA, and NTCP expression, as well as HBV Dane’s particles. We also want to discover some specific molecular and to clarify the precise mechanism of HBV infection in hBMSC-derived hepatocytes through above analysis. The final results will be helpful to elucidate the complex molecular mechanisms of HBV infection, and understand HBV biological characteristics, and discover new treatment strategies of HBV- associated liver diseases.
利用干细胞移植建立人鼠嵌合肝被认为是模拟人乙肝病毒(HBV)自然感染极具前景的动物模型。本项目在前期利用人骨髓间充质干细胞(hBMSC)肝内移植成功救治暴发性肝衰竭(FHF)猪的研究基础上,构建了肝脏和免疫系统双人源化小鼠模型,并成功感染HBV病毒,首次模拟了人类HBV自然感染过程,克服了抗乙肝新药研发没有动物模型的国际难题。. 本项目主要研究内容和创新成果如下:. 1. 利用hBMSC移植FHF FRGS小鼠构建人源化肝脏和免疫系统双嵌合小鼠hBMSC-FRGS。hBMSC移植后1-7周,小鼠血清中人ALB浓度上升至600μg/mL,移植后12周,人肝嵌合率达40-60%,小鼠肝组织中表达人ALB、AAT等肝细胞特异性蛋白及HBV感染特异性受体NTCP。植入后3周,小鼠血液、脾和肝内即可持续分离到CD45+人源性免疫细胞。. 2. 利用人肝嵌合率约40-60%的hBMSC-FRGS小鼠,成功感染4种基因型(A-D)HBV病毒。感染后8周起HBV DNA、HBsAg、HBeAg持续升高,16周后达高峰并持续至56周,且小鼠体内可检测到cccDNA,其含量与HBV DNA含量呈正相关。感染后2周起,小鼠体内IL-6、IL-4、IFN-γ等人源性炎症和细胞因子表达显著上升。感染后24周模型小鼠出现慢性乙型肝炎典型组织学特征。. 3. 利用hBMSC-FRGS小鼠模型,阐明肝细胞体内发育机制,为肝细胞感染HBV机制研究及抗病毒药物研发提供科学依据。通过对植入后不同时间点小鼠肝脏中人源性肝细胞hBMSC-Heps进行转录组测序分析,发现hBMSC从移植后1天已启动肝向分化,3天后基本完成分化,14天后功能已接近人原代肝细胞,并鉴定到24条信号通路和6个特异性表达基因可能参与调控干细胞体内分化肝细胞和功能成熟。. 上述研究成果已发表Gut(IF 17.9)等SCI论文7篇,在2017年国际干细胞年会(ISSCR)、2018和2019年美国肝病年会(AASLD)上分别做壁报交流。获美国发明专利授权1项,申请国际国内发明专利4项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Humanized chimeric mouse models of hepatitis B virus infection
乙型肝炎病毒感染的人源化嵌合小鼠模型
DOI:10.1016/j.ijid.2017.04.002
发表时间:2017
期刊:International Journal of Infectious Diseases
影响因子:8.4
作者:Sun Suwan;Li Jun
通讯作者:Li Jun
DOI:10.1016/j.biomaterials.2017.11.027
发表时间:2018
期刊:Biomaterials
影响因子:--
作者:Zhang Jingwei;Zhao Xin;Liang Liguo;Li Jun;Demirci Utkan;Wang ShuQi
通讯作者:Wang ShuQi
Comparative transcriptome analysis of peripheral blood mononuclear cells in hepatitis B-related acute-on-chronic liver failure.
乙型肝炎相关慢加急性肝衰竭外周血单个核细胞的比较转录组分析
DOI:10.1038/srep20759
发表时间:2016-02-10
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Zhou Q;Ding W;Jiang L;Xin J;Wu T;Shi D;Jiang J;Cao H;Li L;Li J
通讯作者:Li J
DOI:10.1016/j.cld.2023.03.013
发表时间:2023-06-26
期刊:CLINICS IN LIVER DISEASE
影响因子:5.1
作者:Incicco, Simone;Angeli, Paolo;Piano, Salvatore
通讯作者:Piano, Salvatore
Quantitative evaluation of human bone mesenchymal stem cells rescuing fulminant hepatic failure in pigs
人骨间充质干细胞拯救猪暴发性肝衰竭的定量评价
DOI:10.1136/gutjnl-2015-311146
发表时间:2017-05-01
期刊:GUT
影响因子:24.5
作者:Shi, Dongyan;Zhang, Jianing;Li, Jun
通讯作者:Li, Jun
消化系统重大疾病关键诊治技术研究-门脉高压性肝衰竭早诊救治新技术研究
- 批准号:2025C02130
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:李君
- 依托单位:
血管胆管双管网体系的仿生工程肝构建及原位移植研究
- 批准号:32330057
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:215万元
- 批准年份:2023
- 负责人:李君
- 依托单位:
免疫训练CD88+hBMSC调控微环境Treg细胞救治乙肝慢加急性肝衰竭的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:49万元
- 批准年份:2023
- 负责人:李君
- 依托单位:
基于多组学的乙肝慢加急性肝衰竭预警预测多重分子标志物精准检验方法的研究
- 批准号:81830073
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:294.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:李君
- 依托单位:
靶向抑制脯氨酰羟化酶2通过HIF-1α调控miR-421在椎间盘退变中的作用及机制研究
- 批准号:81702225
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:李君
- 依托单位:
利用干细胞移植建立肝脏和免疫细胞双人源化的小鼠乙肝肝硬化模型
- 批准号:81771996
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:83.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:李君
- 依托单位:
经门静脉移植人骨髓间充质干细胞治疗暴发性肝衰竭的分子机制研究
- 批准号:81271708
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:李君
- 依托单位:
植入式人工肝脏的构建及其长期微血管化的机理研究
- 批准号:30970747
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:李君
- 依托单位:
国内基金
海外基金
