SCI
SCIE
SCOPUS
Efficient long-term amplification of hepatitis B virus isolates after infection of slow proliferating HepG2-NTCP cells
저자
Kö ; nig, Alexander ; Yang, Jaewon ; Jo, Eunji ; Park, Kyu Ho Paul ; Kim, Hyun ; Than, Thoa Thi ; Song, Xiyong ; Qi, Xiaoxuan ; Dai, Xinghong ; Park, Soonju ; Shum, David ; Ryu, Wang-Shick ; Kim, Jung-Hee ; Yoon, Seung Kew ; Park, Jun Yong ; Ahn, Sang Hoon ; Han, Kwang-Hyub ; Gerlich, Wolfram Hubert ; Windisch, Marc Peter
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
289-300(12쪽)
제공처
<P><B>Background & Aims</B></P> <P>As hepatitis B virus (HBV) spreads through the infected liver it is simultaneously secreted into the blood. HBV-susceptible <I>in vitro</I> infection models do not efficiently amplify viral progeny or support cell-to-cell spread. We sought to establish a cell culture system for the amplification of infectious HBV from clinical specimens.</P> <P><B>Methods</B></P> <P>An HBV-susceptible sodium-taurocholate cotransporting polypeptide-overexpressing HepG2 cell clone (HepG2-NTCPsec+) producing high titers of infectious progeny was selected. Secreted HBV progeny were characterized by native gel electrophoresis and electron microscopy. Comparative RNA-seq transcriptomics was performed to quantify the expression of host proviral and restriction factors. Viral spread routes were evaluated using HBV entry- or replication inhibitors, visualization of viral cell-to-cell spread in reporter cells, and nearest neighbor infection determination. Amplification kinetics of HBV genotypes B-D were analyzed.</P> <P><B>Results</B></P> <P>Infected HepG2-NTCPsec+ secreted high levels of large HBV surface protein-enveloped infectious HBV progeny with typical appearance under electron microscopy. RNA-seq transcriptomics revealed that HBV does not induce significant gene expression changes in HepG2-NTCPsec+, however, transcription factors favoring HBV amplification were more strongly expressed than in less permissive HepG2-NTCPsec−. Upon inoculation with HBV-containing patient sera, rates of infected cells increased from 10% initially to 70% by viral spread to adjacent cells, and viral progeny and antigens were efficiently secreted. HepG2-NTCPsec+ supported up to 1,300-fold net amplification of HBV genomes depending on the source of virus. Viral spread and amplification were abolished by entry and replication inhibitors; viral rebound was observed after inhibitor discontinuation.</P> <P><B>Conclusions</B></P> <P>The novel HepG2-NTCPsec+ cells efficiently support the complete HBV life cycle, long-term viral spread and amplification of HBV derived from patients or cell culture, resembling relevant features of HBV-infected patients.</P> <P><B>Lay summary</B></P> <P>Currently available laboratory systems are unable to reproduce the dynamics of hepatitis B virus (HBV) spread through the infected liver and release into the blood. We developed a slowly dividing liver-derived cell line which multiplies infectious viral particles upon inoculation with patient- or cell culture-derived HBV. This new infection model can improve therapy by measuring, in advance, the sensitivity of a patient’s HBV strain to specific antiviral drugs.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Cell culture system that mimicks complete HBV life cycle from entry to egress. </LI> <LI> Efficient <I>in vitro</I> infection with crude HBV patient sera. </LI> <LI> Up to 50- and 1,300-fold net amplification of patient- and cell culture-derived input HBV in the supernatant. </LI> <LI> Polyethylene glycol-independent HBV spread to adjacent cells, forming infected cell clusters. </LI> <LI> Evaluation of patient- and cell culture-derived HBV amplification w/wo antivirals over 8 weeks. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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