论文部分内容阅读
猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)首先在北美洲和欧洲发现,我国于1995年首次分离到PRRS病毒(PRRS Virus,PRRSV)。该病的临床表现为妊娠母猪流产、死胎、弱胎、木乃伊胎等繁殖障碍、各年龄阶段猪的呼吸道症状、哺乳仔猪的高死亡率、免疫抑制和持续性感染等症状,是目前严重危害我国乃至世界养猪业的最重要的传染病之一。高致病性PRRSV2006年在我国首次出现,其致病能力显著增强,造成严重的经济损失,引起人们高度关注。
PRRSV侵入宿主细胞首先通过与细胞膜表面上的特异性受体结合,利用细胞内吞作用而感染易感细胞,如猪肺泡巨噬细胞PAM和猴肾细胞系及其衍生细胞系(MA-104,Marc-145,HS.2H,CL-2621)。目前发现的细胞受体主要包括:似肝磷脂蛋白、唾液酸粘附素、波形蛋白、清道夫CD163蛋白和非肌肉肌球蛋白Ⅱ型重链A受体。CD163受体属于富含半胱氨酸残基的清道夫受体蛋白超家族成员,包括9个胞外区的SRCR区域、2个PST富集区域、1个跨膜区域和1个胞浆尾区域。Calvert发现CD163受体的前2个SRCR区域缺失不影响PRRSV的感染,由此可以推测前x个SRCR区域不是PRRSV感染细胞所必须的。为了弄清哪一个SRCR区域在CD163作为PRRSV感染细胞受体中具有重要作用,本研究构建了表达野生型的CD163受体和缺失不同个数SRCR区域的CD163受体突变体的质粒。将这些质粒转染BHK细胞24 h后,用XH-GD株PRRSV感染这些细胞后,进行IFA分析。结果显示前4个SRCR重复区缺失不影响PRRSV的感染。为了进一步证实这一结果,将tD4 CD163和tD5CD163基因克隆到原核表达载体,构建质粒pET-28a-tD4 CD163和pET-28a-tD5CD163。再将质粒转化表达菌BL21(DE3),并诱导蛋白表达。研究发现当重悬缓冲液中加入β-巯基乙醇、尿素、Tween20、甘油和SDS时,可溶性蛋白明显增加。将tD4 CD163和tD5 CD163蛋白纯化后免疫BALB/c鼠,Western blot显示tD4 CD163和tD5 CD163蛋白可以被tD5 CD163抗血清识别:ELISA结果显示以tD5 CD163蛋白作为包被蛋白,tD4 CD163和tD5 CD163抗血清的滴度为1:160。在用tD4 CD163抗血清阻断表达D0 CD163和D4 CD163蛋白的BHK细胞后,用XH-GD株PRRSV感染细胞,IFA分析说明具有阻断效果,qPCR证实这一阻断作用具有一定的浓度依赖性。但这一阻断作用在Marc-145细胞上的效果并不理想,可能与其他受体的协同作用有关。用tD5 CD163抗血清阻断表达D4 CD163蛋白的BHK细胞后,用XH-GD株PRRSV感染细胞,IFA分析说明这一阻断效果明显下降,说明SRCR5是PRRSV感染细胞所必需的。
近年来的研究表明,一些小的双链RNA可以高效、特异地诱导体内特定基因表达产物的降解,诱使细胞表现出特定基因缺失的表型,称为RNA干扰(RNA interference,RNAi)。本研究构建了能够表达针对PRRSV的Lead基因的特异性siRNA的质粒,表明该质粒表达的siRNA能够抑制PRRSV在Marc-145细胞中的增殖,为抗PRRSV提供了新的方法。
本研究还成功构建了PRRSV反向遗传操作平台。PRRSV全长cDNA的构建策略:PRRSV全长cDNA的构建分6个片段进行,先由A1和A2片段或B1和B2片段连接构成A片段或B片段,然后D、C、B和A片段依次亚克隆入pOKq载体。在基因组2端分别加上CMV启动子序列和BGH终止信号肽,全基因组510位核苷酸突变引入遗传标记位点FseⅠ。测序正确的全基因组质粒命名为pOK-A2BCD。再将pOK-A2BCD质粒转染BHK细胞,拯救病毒通过PCR、酶切、测序和IFA鉴定。在此基础上构建了带帽子结构和不带帽子结构的病毒,初步研究发现:帽子结构影响病毒的拯救,但有利于病毒的增殖。
GP5蛋白,由ORF5基因编码,是PRRSV重要的结构蛋白之一,能产生中和抗体,在机体抗病毒中具有重要作用;该蛋白借助于唾液酸粘附素等受体进入细胞。所以了解ORF5基因的遗传进化关系,对于PRRSV的防控具有重要的作用和意义。为此,收集广东省2007~2010年的疑似PRRSV样品。结果表明:2007~2009年华南地区PRRSV流行毒株分布在4个基因亚型(SubgenotypeⅠ,Ⅲ,Ⅴ和Ⅵ),大部分病毒属于Ⅰ亚型。Ⅰ和Ⅲ亚型在此区域的变异个数比Ⅴ和Ⅵ亚型的多;Ⅰ和Ⅲ亚型的39位氨基酸由F/L变为Ⅰ,少数毒株的39位氨基酸由F/L变为S。从糖基化位点来看,Ⅱ亚型、Ⅴ亚型和Ⅵ亚型的糖基化位点比Ⅰ亚型的少。从2007~2010年华南地区PRRSV进化关系分析来看,华南地区出现了新的类日本和台湾地区的基因型,这一新的基因型值得关注。本研究为PRRSV的分子进化提供了新的证据。
本研究将2007年分离的XH-GD株在Marc-145细胞上连续传代,得到了122个不同代次的毒株。在此基础上对其中的13个病毒进行研究,结果表明:在体外增殖过程中,随着代次的增加,病毒的滴度呈现升高趋势,相反,产生病变的时间呈现缩短趋势。病毒在体外增殖过程中,有34个氨基端位点发生变化。其中,NSP11(1238)、ORF3(143)和ORF5a(2)均出现带苯环的氨基酸向不带苯环的氨基酸的变化,还存在一些带电荷的氨基酸和不带电荷的氨基酸之间的转变。通过了解病毒在体外增殖过程中的病毒滴度变化和遗传演化,为进一步研究与PRRSV致病相关的位点和筛选出一个有效的疫苗候选株奠定基础。