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标识符 CSTR:16397.09.0F01001048
资源中文名称 土拨鼠肝炎病毒感染模型
资源英文名称
疾病概述 人乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)感染引起的传染病,全球至少有20亿人曾经被乙肝病毒感染。HBV是一种DNA病毒,属于嗜肝DNA病毒科,据目前所知,HBV只对人和猩猩有易感性。HBV在肝内繁殖复制,但是对肝细胞无明显的直接损伤作用,但会引发免疫系统攻击感染HBV的肝细胞,形成慢性肝炎,继而发展为肝纤维化,是引发肝癌的重要因素。 目前,由于HBV疫苗的使用,使HBV感染率显著降低,但慢性乙肝存在较大的转为肝癌的风险。由于缺乏理想的乙肝动物模型,限制了针对乙肝病程发展和干预治疗策略的研究进展。 1978年,萨默斯(Summers)等发现费城动物园的土拨鼠感染土拨鼠肝炎病毒(Woodchuck Hepatitis Virus,WHV)。WHV与HBV在形态学、基因结构、基因产物、复制过程、流行病学及疾病和肝癌的发展上有很高的相似性,WHV可引起急性自限性感染和慢性感染,其发病机理及免疫反应机制和HBV类似。WHV感染成年土拨鼠会导致急性自限性肝炎,而感染新生土拨鼠会发展为慢性肝炎,慢性肝炎易发展为肝细胞癌(HCC),土拨鼠模型的疾病发展特征使其成为研究慢性乙型肝炎向终末期肝病转化的理想动物模型。
实验动物背景信息

东方土拨鼠

模型制作方法
1、病毒制备

WHV为cWHV7P1毒株(NCBI存储号:M18752.1),来自美国乔治敦大学微生物与免疫室,采集来自慢性感染土拨鼠的血清,病毒储存液浓度为1×1010 拷贝/ml。

2、动物

7日龄-1月龄土拨鼠。实验前进行血清病毒WHV DNA 的PCR检查,阴性土拨鼠方可入组。

3、感染实验

动物经兽用氯胺酮麻醉后,经颈外静脉注射WHV,感染剂量分别为5×106 WID50(低剂量)和1×107 WID50(高剂量),感染体积为100 μl,病毒储存液用生理盐水稀释,对照组土拨鼠注射等体积的生理盐水,感染后的土拨鼠隔离饲养。在感染后不同时间点,动物经兽用氯胺酮麻醉后,心脏取血,离心分离血清。

4、血清检测

感染后血清标志物检测:土拨鼠肝炎病毒表面抗原(WHsAg)和核心抗原(WHcAg)经过大肠杆菌原核表达系统表达,经镍离子亲和层析纯化。WHsAg分别免疫兔和鸡后获得兔抗WHsAg抗体和鸡抗WHsAg抗体。通过ELISA双抗夹心法检测WHsAg,ELISA直接法检测WHcAb。

5、核酸检测

使用DNA提取试剂盒QIAamp MinElute Virus Spin Kit从50 μl血清中抽提 WHV DNA。利用实时荧光定量PCR测定血清中WHV DNA拷贝数,引物为WHVSF1\WHVSR1(5’-GGCAACAACATAAAAGTCAC-3’\5’-AACTAAACCACGTGGTATGTC-3’),梯度稀释的WHV DNA质粒做标准品。

6、肝功能检测  

取血样检测感染后土拨鼠肝功能酶:丙氨酸转氨酶(ALT)和天门冬氨酸转氨酶(AST)。

7、病理诊断

甲醛固定的土拨鼠肝脏组织经石蜡包埋,常规病理组织切片处理后,HE染色,显微镜下观察病理改变。

8、免疫组化

肝脏病变组织经过组织修块,石蜡包埋后,切片厚度为4μm,经脱蜡水化,抗原修复,滴加20%正常山羊抗血清室温封闭后,滴加兔抗WHsAg抗体,稀释比例1:500,4度过夜。次日PBS洗涤,滴加荧光标记二抗,稀释比例1:5 000,PBS洗涤后,DAB显色,脱水封片,镜下观察。

模型表型数据
1、急性期肝炎

土拨鼠感染WHV后第8周,血清中病毒载量达到最高峰(106拷贝/ml,图1),血清中WHsAg浓度与病毒载量相对应,在感染后8周达到最高值(图2A),感染后血清中WHcAb自第2周开始检出,且浓度不断升高,低剂量组的WHcAb浓度在第8周达到最高峰,而高剂量组则持续增高(图2B)。在此期间,土拨鼠的肝功酶活性维持在较高水平:ALT和AST分别达到正常值的4~8倍和3~4倍(图3)。自感染后至16周,病毒复制、血清学指标和肝功能均处于较高水平,表明WHV感染的土拨鼠在此阶段处于急性肝炎期。急性肝炎期的病理表现为:汇管区肝细胞出现点灶状肝细胞坏死伴炎细胞浸润及散在出血(图4A、4B),免疫组化染色显示肝细胞胞浆出现大量的WHsAg染色颗粒 (图4C、4D)。

图1土拨鼠血清中病毒载量(lg 拷贝/ml)

2、土拨鼠肝炎病毒感染后急性期向慢性期的转变

感染后16周至24周,低剂量组土拨鼠血清中病毒DNA逐渐降低并消失(图1),与此相对应,其血清中WHsAg也渐趋于消失(图2A),而WHcAb则维持在较低水平(图2B)。同时,低剂量组土拨鼠的肝功酶ALT和AST也逐渐降低到感染前水平(图3),这些结果表明:低剂量组感染土拨鼠已由急性感染转为自愈。与低剂量组相反,高剂量组土拨鼠血清中病毒载量一直处于较高水平,截止到检测之日(第24周),病毒DNA拷贝数一直维持在105拷贝/ml左右(图1)。与急性期相比,血清中WHsAg浓度略有下降(图2A),但WHcAb浓度则不断增高(图2B),同时,肝功酶ALT和AST的水平呈下降趋势,但仍为正常值的1倍左右(图3)。该结果表明:高剂量组土拨鼠仍维持低水平感染,提示向慢性肝炎的转变。

图2A 土拨鼠血清中表面抗原检测 (OD450)

 

图2B土拨鼠血清中核心抗体检测结果(OD450)

 

图3A  土拨鼠血清肝功酶AST检测结果(U/L)

 

3B 土拨鼠血清肝功酶ALT检测结果U/L

  图4  低剂量组16周肝脏病理变化。注:A、C为对照组肝脏HE染色和免疫组化WHsAg染色结果。B 为低剂量组感染后第16周肝脏组织HE染色,D为WHsAg免疫组化染色

动物模型的评价与验证
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合作方式
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