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乙型肝炎病毒(Hepatitis B Virus，HBV)表现出非常窄的宿主范围和很强的肝细胞趋化性，只有人和类人类的原代肝细胞能被HBV感染。在目前所建立的细胞模型中，能进行有效的HBV感染的细胞模型仅有HepRG。该细胞系具有正常肝细胞的形态和功能，并且能够被HBV感染。但是分离该细胞需要复杂的筛选过程，并且得到的细胞需要特殊的培养条件来维持其特殊的分化状态。因此，细胞模型的缺乏限制了基于细胞模型系统的HBV基础研究的开展。
本文主要研究一种新颖的三维细胞培养系统----3D Biotek(R)细胞培养系统(3D Biotek Culture System，3DBCS)在维持体外培养的原代肝细胞的生存能力和分化状态上所具有的优越性，并进一步研究该系统作为HBV感染模型所具有的有效性。首先，将小鼠的原代肝细胞(primary mouse hepatocyte，PMH)分别培养于3DBCS和普通的单层细胞培养系统(Monolayer Cell Culture System，MCCS)中。小鼠白蛋白(albumin，ALB) ELISA结果表明，从接种细胞的第2d开始，3DBCS中的PMH上清中ALB的分泌量明显高于培养于MCCS中的PMH上清中ALB的分泌量。在接种后第15d，MCCS中的小鼠原代肝细胞的白蛋白表达量为5.05ng/ml，而培养于3DBCS中的肝细胞上清中ALB表达量为79.78ng/ml，约为MCCS中分泌量的16倍(15.8)。同时，培养于3DBCS中PMH的肝细胞特异性蛋白，如ALB、转铁蛋白(transferrin，TF)和肝细胞核因子4(hepatocyte nuclear factor4，HNF-4)的mRNA表达量均高于培养于MCCS中原代肝细胞的表达量。随后，将人胎肝细胞(primary fetal hepatocytes，PFH)培养于两个系统中，其ALB ELISA结果以及肝细胞的特异性蛋白mRNA的表达量也明显高于MCCS中细胞的表达量。上述结果说明，3DBCS能够在较长时间内维持肝细胞的生存能力和分化特性。接着，采用浓缩的HBV病毒源感染分离得到的人胎肝细胞，其中3DBCS中HBsAg和HBeAg的表达量均明显高于MCCS中的表达量。通过检测细胞外HBV基因组DNA和细胞内的cccDNA，表明培养于3DBCS中的原代肝细胞具有明显改善的感染效率。综上所述，相对于普通单层培养系统，3DBCS能够在较长时间内维持原代肝细胞的生存能力和分化状态，并期培养于该系统的原代肝细胞对于HBV具有更高的感染效率，是一个用于原代肝细胞体外培养和用于HBV感染相关研究的更加优越的细胞模型系统。