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新出现的病毒病原体导致大量疾病发生,给全球造成巨大的经济损失。此外,携带病毒的动物是人畜共患病的主要传染源,新出现的传染病中约有75%是由动物病毒引起。免疫接种是预防新发病毒性疾病感染的有效方法,因此新型灭活剂的研发将是抵抗病毒性疾病传播的有效手段。新型的灭活苗既能激发特异性免疫应答,又能克服福尔马林、紫外线、伽马辐射和加热灭活苗诱导不良的免疫反应,以及氮杂环丙啶衍生物的剧毒、不稳定等不良反应。
单线态氧1O2是一种活性氧,在植物和微生物的细胞程序性死亡过程中起着非常重要的作用,1O2还可以作为第二信使介导信号转导并激活氧化还原敏感的转录因子。1O2化学生成需要光敏剂(如卟啉、氯和噻唑烷)的光激活进入三重态,并将能量转移到O2,从而形成1O2,可应用于血液杀菌、除草剂、杀虫剂、废水处理、精细化学合成和光动力学治疗。本研究对乙基噻唑烷衍生物LJ002产生1O2的能力及1O2在病毒感染过程的作用进行探讨,以期阐明LJ002通过1O2灭活病毒,为病毒性疾病的预防和新型灭活苗的研发提供方法。
1.LJ002在溶液和活细胞中产生1O2。本研究首先利用9,10二甲基蒽(9,10 dimethylanthracene,DMA)和Si-DMA检测LJ002在溶液和活细胞中1O2的产生,证明LJ002在溶液和活细胞中产生1O2,而加入生育酚和番茄红素可使1O2猝灭。随后,利用单线态氧荧光探针检测了LJ002的量子产率并比较了LJ002与LJ001生产1O2的能力,证明了LJ002量子产率比LJ001更高。这一特性证实LJ002具有氧化脂膜的基础。
2.LJ002在体外抑制PRV增殖。为了研究LJ002在病毒入侵宿主中的作用,本文以PRV为模式病毒进行研究。首先通过CCK-8法、细胞计数和显微镜细胞形态观察等方法,测定了LJ002不影响细胞增殖。随后,通过免疫荧光、流式细胞术、免疫印迹和病毒感染滴度等试验,发现LJ002抑制了PRV-GFP的荧光细胞数、PRVHN-1201和PRV-QXXgE蛋白的表达及PRV子代病毒的滴度,表明LJ002对PRV感染有抑制作用。
3.LJ002通过产生1O2氧化病毒囊膜中的脂质,破坏了病毒膜结构,从而抑制了病毒与细胞膜的融合。本研究通过病毒滴度、流式细胞术、RT-qPCR等方法进行LJ002添加时间实验,发现LJ002灭活了PRV病毒粒子并损害早期进入,从而抑制病毒感染。其次,通过EDU标记病毒、免疫荧光、免疫印迹及电子显微镜等试验,显示LJ002灭活的病毒是非感染性的,不附着/融合在细胞表面,病毒颗粒膜上也出现了一些扭曲。最后通过电子显微镜、原子力显微镜、丙二醛、LC-MS、病毒滴度、PRV-GFP荧光等试验,证实了1O2清除剂的加入逆转了LJ002对PRV的抗病毒活性,1O2参与了LJ002对病毒包膜的破坏及其抗病毒活性。
4.LJ002灭活PRV疫苗免疫小鼠可诱导更多的中和抗体,并能有效保护小鼠免受PRV感染。首先,对LJ002的潜在毒性进行了评价,根据小鼠体重、外观、血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶水平及HE染色观察其对主要脏器毒性,结果证明使用剂量的LJ002对动物无毒副作用。其次,LJ002灭活苗安全实验和脑组织切片免疫荧光染色,证实了预先用LJ002孵育PRV可以抑制PRV在体内的感染。最后,探索了LJ002的潜在应用及其PRV灭活疫苗产生免疫的能力。利用Dotblot分析了病毒抗原gB、毒力因子gE等PRV病毒必需蛋白含量的变化,发现LJ002对gB和gE含量没有影响;LC-MS谱图显示,LJ002处理后病毒多肽的氧化修饰增加。Dotblot实验显示,接受LJ002灭活疫苗接种的小鼠血清中抗体效价明显高于常规福尔马林灭活疫苗。血清中和实验及动物存活挑战实验显示,与常规福尔马林灭活疫苗相比,含相同抗原的LJ002灭活苗免疫小鼠可诱导更多的中和抗体,并能有效地保护小鼠免受PRV感染。
5.LJ002抑制囊膜病毒的增殖。研究表明,LJ002介导1O2氧化病毒膜,从而阻断病毒-细胞膜融合,发挥抗病毒活性。进一步检测了LJ002对不同科属囊膜病毒的抵抗情况。LJ002灭活PRRSV、NDV、VSV、Sev和H1N1感染细胞后,利用荧光、流式细胞仪、TClD50和HA检测病毒复制情况,结果表明LJ002对囊膜病毒具有广谱抗病毒作用。
综上所述,LJ002不仅通过产生1O2氧化病毒囊膜中的脂质抑制病毒与细胞膜的融合和感染,而且LJ002灭活的伪狂犬病毒比传统的福尔马林灭活病毒在小鼠中产生更强的中和抗体水平和免疫保护效果。该文章提示1O2可作为灭活疫苗生产中的新型灭活剂,为灭活苗的研发提供新的策略。
单线态氧1O2是一种活性氧,在植物和微生物的细胞程序性死亡过程中起着非常重要的作用,1O2还可以作为第二信使介导信号转导并激活氧化还原敏感的转录因子。1O2化学生成需要光敏剂(如卟啉、氯和噻唑烷)的光激活进入三重态,并将能量转移到O2,从而形成1O2,可应用于血液杀菌、除草剂、杀虫剂、废水处理、精细化学合成和光动力学治疗。本研究对乙基噻唑烷衍生物LJ002产生1O2的能力及1O2在病毒感染过程的作用进行探讨,以期阐明LJ002通过1O2灭活病毒,为病毒性疾病的预防和新型灭活苗的研发提供方法。
1.LJ002在溶液和活细胞中产生1O2。本研究首先利用9,10二甲基蒽(9,10 dimethylanthracene,DMA)和Si-DMA检测LJ002在溶液和活细胞中1O2的产生,证明LJ002在溶液和活细胞中产生1O2,而加入生育酚和番茄红素可使1O2猝灭。随后,利用单线态氧荧光探针检测了LJ002的量子产率并比较了LJ002与LJ001生产1O2的能力,证明了LJ002量子产率比LJ001更高。这一特性证实LJ002具有氧化脂膜的基础。
2.LJ002在体外抑制PRV增殖。为了研究LJ002在病毒入侵宿主中的作用,本文以PRV为模式病毒进行研究。首先通过CCK-8法、细胞计数和显微镜细胞形态观察等方法,测定了LJ002不影响细胞增殖。随后,通过免疫荧光、流式细胞术、免疫印迹和病毒感染滴度等试验,发现LJ002抑制了PRV-GFP的荧光细胞数、PRVHN-1201和PRV-QXXgE蛋白的表达及PRV子代病毒的滴度,表明LJ002对PRV感染有抑制作用。
3.LJ002通过产生1O2氧化病毒囊膜中的脂质,破坏了病毒膜结构,从而抑制了病毒与细胞膜的融合。本研究通过病毒滴度、流式细胞术、RT-qPCR等方法进行LJ002添加时间实验,发现LJ002灭活了PRV病毒粒子并损害早期进入,从而抑制病毒感染。其次,通过EDU标记病毒、免疫荧光、免疫印迹及电子显微镜等试验,显示LJ002灭活的病毒是非感染性的,不附着/融合在细胞表面,病毒颗粒膜上也出现了一些扭曲。最后通过电子显微镜、原子力显微镜、丙二醛、LC-MS、病毒滴度、PRV-GFP荧光等试验,证实了1O2清除剂的加入逆转了LJ002对PRV的抗病毒活性,1O2参与了LJ002对病毒包膜的破坏及其抗病毒活性。
4.LJ002灭活PRV疫苗免疫小鼠可诱导更多的中和抗体,并能有效保护小鼠免受PRV感染。首先,对LJ002的潜在毒性进行了评价,根据小鼠体重、外观、血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶水平及HE染色观察其对主要脏器毒性,结果证明使用剂量的LJ002对动物无毒副作用。其次,LJ002灭活苗安全实验和脑组织切片免疫荧光染色,证实了预先用LJ002孵育PRV可以抑制PRV在体内的感染。最后,探索了LJ002的潜在应用及其PRV灭活疫苗产生免疫的能力。利用Dotblot分析了病毒抗原gB、毒力因子gE等PRV病毒必需蛋白含量的变化,发现LJ002对gB和gE含量没有影响;LC-MS谱图显示,LJ002处理后病毒多肽的氧化修饰增加。Dotblot实验显示,接受LJ002灭活疫苗接种的小鼠血清中抗体效价明显高于常规福尔马林灭活疫苗。血清中和实验及动物存活挑战实验显示,与常规福尔马林灭活疫苗相比,含相同抗原的LJ002灭活苗免疫小鼠可诱导更多的中和抗体,并能有效地保护小鼠免受PRV感染。
5.LJ002抑制囊膜病毒的增殖。研究表明,LJ002介导1O2氧化病毒膜,从而阻断病毒-细胞膜融合,发挥抗病毒活性。进一步检测了LJ002对不同科属囊膜病毒的抵抗情况。LJ002灭活PRRSV、NDV、VSV、Sev和H1N1感染细胞后,利用荧光、流式细胞仪、TClD50和HA检测病毒复制情况,结果表明LJ002对囊膜病毒具有广谱抗病毒作用。
综上所述,LJ002不仅通过产生1O2氧化病毒囊膜中的脂质抑制病毒与细胞膜的融合和感染,而且LJ002灭活的伪狂犬病毒比传统的福尔马林灭活病毒在小鼠中产生更强的中和抗体水平和免疫保护效果。该文章提示1O2可作为灭活疫苗生产中的新型灭活剂,为灭活苗的研发提供新的策略。