Die Bedeutung von zellulären Wirtsfaktoren für die Hepatitis B Virus Replikation

Die Bedeutung von zellulären Wirtsfaktoren für die Hepatitis B Virus Replikation Eine Vertikale Übertragung des Hepatitis B Virus (HBV) ist trotz der verfügbaren Vakzination eine häufige Ursache für chronische Hepatitis, Leberzirrhose und hepatozelluläres Karzinom weltweit. Im Allgemeinen wird von einer Virusübertragung während oder nach der Geburt ausgegangen. Allerdings wurde vor kurzem gezeigt, dass HBV die intakte trophoblastische Barriere im ersten Trimester der Schwangerschaft durchdringen und infektiös bleiben kann. Bisher ist unbekannt, ab welchem Stadium der Leberentwicklung HBV die Hepatozyten oder hepatozytäre Vorläufer-Zellen infizieren kann und ab wann die Expression der HBV Gene und HBV Replikation beginnen. In diesem Zusammenhang bleibt es unklar, inwiefern die Effizienz der HBV Replikation von hepatozytärer Differenzierung abhängt und welche hepatozellulären Faktoren dafür verantwortlich sind. Das Ziel dieser Studie war somit die Bestimmung des Startpunktes der HBV Replikation und die Analyse der Dynamik der HBV Replikation bei hepatozytärer Reifung während der fötalen und postnatalen Leberentwicklung. Zusätzlich wurde beabsichtigt die hepatozellulären Faktoren zu finden, welche die HBV Replikation und hepatozytäre Differenzierung miteinander verbinden. Marker der HBV Replikation: HBV DNA, prägenomische RNA (pgRNA), Core und L-Proteine wurden in HBV-transgenen Mausmodellen (HBV 1.3, HBV 1.3 xfs) mittels molekularbiologischen, biochemischen und immunhistologischen Untersuchungen ab dem embryonalen Tag (ET) 12.5 während der embryonalen, fötalen und postnatalen Leberentwicklung (bis zu der vierten postanatalen Woche) untersucht. Zusätzlich wurden die Effizienz der HBV Replikation und Expressionslevels der hepatozyten-spezifischen Transkriptionsfaktoren in den Zellen hepatozytärer Abstammung mit unterschiedlichem Differenzierungsgrad (primäre humane Hepatozyten (PHH), Hepatoma Zellinien (HepG2, Huh7, differenzierte und undifferenzierte HepaRG cells) und niedrig differenzierte Pop10 Zellen) miteinander verglichen. Obwohl alle Hepatozyten der HBV-transgenen Mäuse das Virusgenom besitzen und pgRNA - die Matrize für die Reverse Transkription � ab dem ET 12.5 exprimierten, fand die Neusynthese viraler DNA erst postnatal in der ersten postnatalen Woche statt. HBV Core Protein konnte erst am ET 18.5 und L-Protein nicht vor Geburt detektiert werden. Alle Marker der HBV Replikation stiegen während der Leberentwicklung kontinuierlich an und erreichten die Levels der adulten Tiere zwischen der zweiten und der vierten postnatalen Wochen. In vitro, war die Effizienz der HBV Replikation am höchsten in PHH und stieg während der Differenzierung der HepaRG Zellen an. Die Expression der pgRNA korrelierte eng mit der Effizienz der HBV Replikation und dem Grad hepatozytärer Differenzierung. Die Levels von HNF4alpha, HNF1alpha und HNF3gamma waren am höchsten in PHH, die HBV am besten replizieren, und am geringsten in Pop10 Zellen, in denen keine Expression der pgRNA und HBV Replikation detektiert werden konnten. Die Expressionslevels von HNF4alpha, HNF1alpha and HNF3gamma nahmen während der Differenzierung der HepaRG Zellen zu. Knock-down von HNF4alpha und HNF1alpha, aber nicht von HNF3gamma, führte zur signifikanten Inhibition der Expression der HBV Gene, der HBV Replikation, Akkumulierung der cccDNA und Sekretion der HBV Nachkommenviren. Außerdem korrelierten die Expressionslevels von HNF4alpha, HNF1alpha und PGC-1alpha eng mit Markern der HBV Replikation während der Leberentwicklung. Obwohl die Transkription der HBV Prägenome schon in den frühen Stadien der Leberentwicklung in HBV-transgenen Mäusen detektierbar ist, fängt die HBV Repl;ikation erst postnatal an. Die Effizienz der HBV Replikation nahm parallel mit der Leberreifung zu, was darauf hindeutet, dass die Differenzierung der Hepatozyten den Startpunkt der HBV Replikation bestimmt. In vivo, in HBV-transgenen Mäusen sowie in vitro, in Zellen hepatozytärer Abstammung, hängt die HBV Replikation stark von der hepatozytären Differenzierung ab. Hierbei stellt die Transkription der pgRNA den limitierenden Schritt dar. Hohe Expressionslevels von HNF4alpha und HNF1alpha sind für eine effiziente HBV Replikation erforderlich. Die Levels von HNF4alpha in Zusammenhang mit denen von HNF1alpha und PGC1alpha stellen eine Verbindung zwischen der HBV Replikation und hepatozytärer Differenzierung her und sind für einen späten Beginn und Dynamik der HBV Replikation während der Leberentwicklung verantwortlich. Die Ergebnisse dieser Studie erbringen neue Einblicke in die Interaktionen zwischen dem Virus und dem Wirt, was für die Etablierung neuer HBV-Modelle, Entwicklung neuer Therapieansätze und Prophylaxe gegen intrauterine HBV Infektion hilfreich sein kann

Control of mitogenic and motogenic pathways by miR-198, diminishing hepatoma cell growth and migration

Abstract Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the leading causes of cancer deaths, worldwide. MicroRNAs, inhibiting gene expression by targeting various transcripts, are involved in genomic dysregulation during hepatocellular tumorigenesis. In previous studies, microRNA-198 (miR-198) was shown to be significantly downregulated in HCV-positive hepatocellular carcinoma (HCC). Herein, the function of miR-198 in hepatocellular carcinoma cell growth and gene expression was studied. In hepatoma cell-types with low levels of liver-specific transcription factor HNF1α indicating a low differentiation grade, miR-198 expression was most downregulated. However, miR-198 treatment did not restore the expression of the liver-specific transcription factors HNF1α or HNF4α. Importantly, overexpression of miR-198 in Pop10 hepatoma cells markedly reduced cell growth. In agreement, comprehensive gene expression profiling by microarray hybridisation and real-time quantification revealed that central signal transducers of proliferation pathways were downregulated by miR-198. In contrast, genes mediating cellular adherence were highly upregulated by miR-198. Thus, the low expression of E-cadherin and claudin-1, involved in cell adhesion and cell-cell contacts, was abolished in hepatoma cells after miR-198 overexpression. This definite induction of both proteins by miR-198 was shown to be accompanied by a significantly impaired migration activity of hepatoma Pop10 cells. In conclusion, miR-198 acts as a tumor suppressor by repression of mitogenic and motogenic pathways diminishing cell growth and migration

Effects of Interferon-α/β on HBV Replication Determined by Viral Load

Interferons α and β (IFN-α/β) are type I interferons produced by the host to control microbial infections. However, the use of IFN-α to treat hepatitis B virus (HBV) patients generated sustained response to only a minority of patients. By using HBV transgenic mice as a model and by using hydrodynamic injection to introduce HBV DNA into the mouse liver, we studied the effect of IFN-α/β on HBV in vivo. Interestingly, our results indicated that IFN-α/β could have opposite effects on HBV: they suppressed HBV replication when viral load was high and enhanced HBV replication when viral load was low. IFN-α/β apparently suppressed HBV replication via transcriptional and post-transcriptional regulations. In contrast, IFN-α/β enhanced viral replication by inducing the transcription factor HNF3γ and activating STAT3, which together stimulated HBV gene expression and replication. Further studies revealed an important role of IFN-α/β in stimulating viral growth and prolonging viremia when viral load is low. This use of an innate immune response to enhance its replication and persistence may represent a novel strategy that HBV uses to enhance its growth and spread in the early stage of viral infection when the viral level is low

Transforming Growth Factor-β1 Suppresses Hepatitis B Virus Replication by the Reduction of Hepatocyte Nuclear Factor-4α Expression

Several studies have demonstrated that cytokine-mediated noncytopathic suppression of hepatitis B virus (HBV) replication may provide an alternative therapeutic strategy for the treatment of chronic hepatitis B infection. In our previous study, we showed that transforming growth factor-beta1 (TGF-β1) could effectively suppress HBV replication at physiological concentrations. Here, we provide more evidence that TGF-β1 specifically diminishes HBV core promoter activity, which subsequently results in a reduction in the level of viral pregenomic RNA (pgRNA), core protein (HBc), nucleocapsid, and consequently suppresses HBV replication. The hepatocyte nuclear factor 4alpha (HNF-4α) binding element(s) within the HBV core promoter region was characterized to be responsive for the inhibitory effect of TGF-β1 on HBV regulation. Furthermore, we found that TGF-β1 treatment significantly repressed HNF-4α expression at both mRNA and protein levels. We demonstrated that RNAi-mediated depletion of HNF-4α was sufficient to reduce HBc synthesis as TGF-β1 did. Prevention of HNF-4α degradation by treating with proteasome inhibitor MG132 also prevented the inhibitory effect of TGF-β1. Finally, we confirmed that HBV replication could be rescued by ectopic expression of HNF-4α in TGF-β1-treated cells. Our data clarify the mechanism by which TGF-β1 suppresses HBV replication, primarily through modulating the expression of HNF-4α gene

Control of hepatitis B virus at the level of transcription.

Hepatitis B virus (HBV) is tightly controlled by a number of noncytotoxic mechanisms. This control occurs within the host hepatocyte at different steps of the HBV replication cycle. HBV persists by establishing a nuclear minichromosome, HBV cccDNA, serving as a transcription template for the viral pregenome and viral mRNAs. Nucleoside/nucleotide analogues widely used for antiviral therapy as well as most antiviral cytokines act at steps after transcription of HBV RNAs and thus can control virus replication but do not directly affect its gene expression. Control of HBV at the level of transcription in contrast is able to restrict both, HBV replication and gene expression. In the review, we focus on how HBV is controlled at the level of transcription. We discuss how the composition of transcription factors determines HBV gene expression and replication and how this may be influenced by antivirally active substances, e.g. the cytokine IL-6 or helioxanthin analogues, or by the differentiation state of the hepatocyte

Reactivity of phosphaalkenes toward carbene complexes

Weber L, Meyer M, Quasdorff B. Reactivity of phosphaalkenes toward carbene complexes. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements. 2002;177(6-7):1571-1574.Reaction of phosphaalkenes RP=C(NMe2)(2) (R=t-Bu, Me3Si), featuring an inverse distribution of electron density about the P-C double bond, with Fischer carbene complexes [(CO)(5)M=C(OEt)Ar] (Ar=Ph, 2-MeC6H4, 2-MeOC6H4, M=Cr, W) afforded a mixture of complexes [(CO)(5)M{P(R)=C(NMe2)(2)}] and [(CO)(5)M{P(R)=C(OEt)Ar}]. The treatment of phosphaalkene HP=C(NMe2)(2) with compound [(CO)(5) W=C(OEt) (2-MeOC6H4)] gives rise to the formation of an (E/Z)-mixture of [(CO)(5)W{P(CH(NMe2)(2))=C(OEt)(2-MeOC6H4)}]

Reactivity of the Metallophosphaalkene [(η5-C5Me5)(CO)2FeP=C(NMe2)2] towards Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-, and Alkynylcarbene Complexes [(CO)5M=C(OEt)R] (M=Cr, W; R=CH3, Ph, CH=CHPh, C≡CPh)

Weber L, Quasdorff B, Stammler H-G, Neumann B. Reactivity of the Metallophosphaalkene [(η5-C5Me5)(CO)2FeP=C(NMe2)2] towards Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-, and Alkynylcarbene Complexes [(CO)5M=C(OEt)R] (M=Cr, W; R=CH3, Ph, CH=CHPh, C≡CPh). Chemistry - A European Journal. 1998;4(3):469-475