呼吸道病毒在感染过程中对温度的敏感性

由于呼吸系统结构特殊,导致呼吸道病毒在进入过程中会经历不同的温度。呼吸道病毒对不同温度环境中的呼吸道组织细胞的感染和复制动力学会产生改变。具有不同温度嗜性的呼吸道病毒有其独特的遗传进化特点。此外,某些呼吸道病毒温度敏感的特性会降低其在呼吸系统中的大规模扩散。然而,不同温度环境中的组织细胞所产生的抗病毒免疫反应也表现出一定的差异性,这给病毒利用“低温”组织细胞作为其藏匿处提供了新途径。本文将系统介绍温度对呼吸道病毒复制动力学、子代病毒稳定性、感染性和机体固有免疫等的影响,为深入探究病毒利用温敏这一生理学特点如何促进自身更好地适应宿主机体提供参考信息。

自然杀伤细胞在抗感染和肿瘤治疗中的作用

自然杀伤(NK)细胞是机体固有免疫系统的重要组成部分,作为抵抗病原体的第一道防线,需要在各种细胞信号分子和转录因子的调控下,转变为成熟状态而发挥细胞毒作用和免疫调节作用。在表面活化型受体与抑制型受体相互作用下,NK细胞活化,通过分泌穿孔素和颗粒酶,行使直接的细胞杀伤作用,或者通过分泌各种细胞因子,如Ⅰ型和Ⅱ型干扰素,间接清除体内的病原微生物。NK细胞的这些作用在抗病毒和抗自身免疫性疾病等,尤其是在抗肿瘤方面具有非常重要的作用。

牛支原体诊断技术的研究进展

支原体作为造成牛感染的重要病原体已在全球范围内广泛传播,可引发牛的一系列重大疾病。支原体传染性高且难以根治,因此需要快速和准确的诊断方法来预防和控制疾病的爆发。本研究简述了牛支原体诊断方法的发展和应用。传统的支原体的鉴定和诊断以分离培养为主。近年来,使用聚合酶链式反应从样本中检测支原体的技术方法日益成熟,与传统的诊断方法相比,聚合酶链式反应的诊断更高效,特异性和敏感性更强。目前有病原分离鉴定、分子生物学鉴定、血清学鉴定等方式可用于支原体分离株的分型,便于在疾病暴发调查中确定基因特征。通过间接ELISA进行的血清学诊断,可以检测血清和牛奶中的抗支原体抗体,且已在动物样本和BTM样本上得到应用。这些检测方法的综合应用,将有助于生产实践中病原体的精确检测及对牛群疾病发生状况的科学评估。

牛病毒性腹泻病毒蛋白的免疫学特性以及相关疫苗研究进展

牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus,BVDV)众多基因亚型毒株的流行及其宿主谱的扩大干扰着BVDV防控工作。欧洲国家采用全面检测和扑杀BVDV阳性牛的方法达到一定防控效果,但结合我国实际生产情况,使用疫苗防控BVDV仍是最优策略。深入了解病毒感染过程中BVDV蛋白与宿主免疫系统之间的“博弈”,将有助于研究人员在疫苗研发过程中有效规避抗原候选蛋白可能对免疫效果造成的干扰。此外,大力开发低成本、高效力的新型疫苗(如表位肽疫苗和病毒样颗粒疫苗)可以在整合病毒免疫优势抗原表位的基础上加强BVDV相关疫苗的生物安全性,满足用疫苗防控BVDV的要求。鉴于此,本文对BVDV蛋白免疫学功能与特性的研究以及BVDV疫苗开发的现状进行综述,以期为BVDV疫苗研发以及BVDV防控提供一些理论指导。

羊边界病致病机制及宿主嗜性变化的研究进展

羊边界病病毒(border disease virus,BDV)属于黄病毒科瘟病毒属,经常在牛、羊等反刍动物群体间广泛流行传播,能以多种动物为宿主且对健康动物具有一定危害。BDV感染反刍动物可引起持续性感染和免疫抑制,给畜牧业造成严重危害,且在多个国家和地区呈现出一定的流行性趋势。目前尚无公认的有效疫苗来预防BDV,所以如何科学饲养以及做好安全防控就成了重中之重。本文对BDV在牛群、羊群内的传播进行研究分析,有助于人们对BDV可能造成的风险进行预估并进行防控。因此,从BDV的分子生物学、流行现状、流行病学、临床症状以及与牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus,BVDV)的混合感染来进行研究分析,有助于人们深入了解BDV致病及传播扩散的生物学机制,为该病的诊断、防治和疫苗研发提供新思路和策略。

一株牦牛源牛病毒性腹泻病毒毒株的分离鉴定及其遗传特性分析

通过病毒分离培养技术,从牦牛血清中分离获得一株致细胞病变的牛病毒性腹泻病毒(BVDV),命名为GSTZ毒株。经电镜观察,GSTZ毒株的直径在50~60 nm。按Karber法测算,该病毒滴度为5.0×10^(6.5) mL^(-1)[以组织半数感染量(TCID_(50))计]。利用反转录PCR(RT-PCR)测定GSTZ毒株的完整开放阅读框(ORF),全长11691 nt,将其与参考毒株ORF在核酸序列和同义密码子使用模式等方面进行分析,确定GSTZ毒株在遗传学特性上属于基因1型家族成员。在GSTZ毒株的完整ORF中,A+U的出现频率要高于G+C,而且,病毒同义密码子的使用模式体现出对U/A结尾同义密码子使用偏嗜性高的遗传学特征。GSTZ毒株明显降低了使用含有CpG二联核苷酸的同义密码子的频率。这有助于降低病毒对宿主细胞免疫系统的刺激强度,从而促进病毒的复制增殖。研究成果可为进一步研究BVDV的相关分子机制提供试验材料,并为BVDV不同基因型的抗原关系分析与BVDV疫苗的研制奠定基础。

新型疫苗的研究进展

近年来基因工程技术、分子生物学技术和细胞工程技术蓬勃发展,疫苗的品种日益丰富,生产方式也日益优化。尤其是在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)暴发以来,围绕COVID-19疫情防控与相关疫苗研发成为时下全球关注的焦点,各种类型疫苗的研究力度进一步加强。虽然传统灭活苗在COVID-19的预防方面做出了突出贡献,但是其他新型疫苗在其他病毒类病原微生物的预防过程中也发挥着重要作用。本文系统性地介绍了传统疫苗以及新型基因工程疫苗在研发过程中的新发现、新特点,其中,亚单位疫苗、活载体疫苗以及核酸疫苗均展现出研发的潜在价值;同时对各种不同类型疫苗目前的研制进展进行梳理总结,以期为后续研究以及免疫策略的制定提供借鉴。

牦牛源BVDV非结构蛋白NS5A的原核表达及抗原表位分析

【目的】利用原核表达系统体外表达牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)NS5A基因,获得非结构蛋白NS5A,对其进行核苷酸、氨基酸序列分析,以解析BVDV非结构蛋白NS5A的功能。【方法】参考BVDV-1型毒株V006的NS5A基因序列(GenBank登录号:KX170647)设计并合成1对特异性引物,以分离到的牦牛BVDV GSTZ毒株cDNA为模板,PCR扩增NS5A基因片段,并克隆至表达载体pET-28a(+)中,构建重组原核表达载体pET28a-NS5A。经酶切初步鉴定及测序鉴定正确后,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,然后利用IPTG诱导表达。经10%SDS-PAGE电泳及Western blotting分析鉴定重组蛋白的表达,并根据NS5A基因的序列构建遗传发育进化树,利用DNAStar软件预测NS5A蛋白的亲水性、表面可塑性和抗原性等特性,并结合二级结构的预测对NS5A蛋白的B细胞抗原表位进行预测。【结果】PCR扩增NS5A目的基因片段为1488 bp,双酶切和测序鉴定结果证明,重组质粒pET28a-NS5A构建成功。经10%SDS-PAGE电泳及Western blotting鉴定重组蛋白,表达出了大小为55 ku的目的蛋白,大小与预期结果相符。通过对不同BVDV毒株NS5A基因序列构建遗传发育进化树,显示GSTZ毒株NS5A在遗传进化特征上属于BVDV-1型。NS5A蛋白的亲水性主要位于12—21、32—69、75—113、120—135、143—147、152—163、165—180、215—230、265—274、296—340、348—378、389—447、455—463、469—495位氨基酸处,表面可塑性主要位于14—18、37—42、76—81、86—109、154—160、169—178、218—228、297—309、348—358、365—373、414—442、430—437、454—460位氨基酸处,柔性区域较多,主要位于14—21、37—43、67—82、86—93、97—110、152—158、169—179、218—231、240—255、296—310、313—328、344—359、364—373、413—422和472—483位氨基酸处。NS5A蛋白的B细胞抗原表位主要位于15—18、76—81、154—158、169—178、218—228、297—309、348—358、365—373和414—422位氨基酸处。【结论】成功表达并鉴定了牦牛源BVDV的非结构蛋白NS5A,系统发育进化树表明BVDV GSTZ株基因型属于BVDV-1型,NS5A蛋白具有良好的抗原性,为深入解析BVDV非结构蛋白NS5A的自身结构功能、免疫学特性以及进一步研究非结构蛋白对病毒复制的影响提供参考。

牛病毒性腹泻病毒基因组快速进化表现出来的遗传多样性

牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrhea virus, BVDV)基因组的高突变性和同源/异源重组性导致其成为一种较难防控的家畜病原体。目前普遍接受的两种基因型是BVDV-1和BVDV-2,其中基因1型含有21个亚型而基因2型含有4个亚型。在流行态势上,BVDV-1无论在遗传多样性还是分离毒株的数量上均高于BVDV-2。虽然BVDV-1和BVDV-2在基因组遗传特征上存在明显的遗传差异,但是其基因组内部特定区域在遗传进化上存在着密切关联。除了病毒基因组自身高变异的特性外,同源/异源RNA重组在BVDV遗传变异进程中也发挥着重要的作用。借助这些遗传进化的途径,BVDV在世界各地的流行传播可以用“随心所欲”来形容。BVDV的流行特征总体表现为基因1型的毒株为主要流行毒株,各基因亚型之间交替更迭并呈现遗传多样性。鉴于BVDV遗传进化的多变性和复杂性,紧密追踪主要流行基因亚型的更迭以及收集不同基因亚型的特征性遗传信息对于制定切实有效的BVDV防控措施具有实际意义。

乙型流感病毒感染过程中干扰素介导的天然免疫应答

目的 探讨乙型流感病毒(influenza B virus,IBV)感染引起干扰素(interferon,IFN)介导的天然免疫应答。方法以IBV感染犬肾上皮细胞(MDCK)为模型,通过荧光定量PCR法检测IFN信号通路的激活以及IFN刺激基因的表达。收集IBV感染MDCK细胞36及48 h上清,与新鲜培养基混合培养IBV感染MDCK细胞,qPCR法检测内源性IFN的抗病毒作用。加入JAK-STAT通路抑制剂CP后,收集IBV感染MDCK细胞上清,培养IBV感染MDCK细胞,通过qPCR法检测JAK-STAT通路抑制后对内源性IFN抗病毒作用的影响。结果 IBV可有效激活IFN信号通路,并诱导产生Ⅰ型IFN(IFNα、IFNβ)以及Ⅲ型IFN(IFNλ1、IFNλ3)为主的细胞因子。同时,IBV感染MDCK细胞后可诱导产生一系列具有广谱抗病毒作用的IFN刺激基因(IFN-stimulated genes,ISGs),如ISG15、CCL5、CXCL10、MX1、RIG-I。用JAKSTAT通路抑制剂CP抑制该信号通路后,IBV感染MDCK细胞所诱导生成的ISGs的能力及其相应的抗病毒作用均被显著抑制。结论 IBV感染MDCK细胞可有效激活Ⅰ型及Ⅲ型IFN介导的JAK-STAT信号通路,本研究为进一步了解IBV与宿主的相互作用关系提供了参考。

同义密码子通过精微翻译选择机制实现对基因的表达调控

自然界中,同义密码子的存在使得众多氨基酸能够同时被多种密码子编码合成。随着研究的深入,同义密码子使用偏嗜性发挥出的生物学功能已经渗透到了基因复制、转录、翻译以及化学修饰等生命活动过程中。基于同义密码子使用偏嗜性的生物学特性,陆续发现密码子对(codon pair)和密码子共现(codon co-occurrence)同样在使用模式上存在明显的偏嗜性。在基因表达的过程中,针对编码序列的密码子优化能够显著提升基因的表达水平,这在生物工程领域对于蛋白表达有着重要的生物学意义。此外,同义密码子使用模式在调控基因转录、化学修饰以及翻译过程中间接控制着细胞内生命活动的有序性。而这些与同义密码子使用模式有着千丝万缕联系的生命过程主要是受精微翻译选择压力来调控运行的。本文中,我们结合当前同义密码子使用模式介导的精微翻译选择压力,简述密码子使用模式如何从转录、化学修饰以及翻译等方面来影响基因表达及蛋白产物生物学功能。这将为今后生物工程学领域如何优化蛋白高效表达以及深入研究重要生物学活动中基因表达调控提供可参考的思路与理念。

同义密码子使用模式对蛋白产物表达及构象形成的影响

鉴于遗传密码子的简并性能够将基因遗传信息的容量提升,同义密码子使用偏嗜性得以在生物体的基因组中广泛存在。虽然同义密码子之间碱基的变化并不能导致氨基酸种类的改变,在研究mRNA半衰期、编码多肽翻译效率及肽链空间构象正确折叠的准确性和翻译等这一系列过程中发现,同义密码子使用的偏嗜性在某种程度上通过精微调控翻译机制体现其遗传学功能。同义密码子指导tRNA在翻译过程中识别核糖体的速率变化是由氨基酸的特定顺序决定,并且在新生多肽链合成时,蛋白质共翻译转运机制同时调节其空间构象的正确折叠从而保证蛋白的正常生物学功能。某些同义密码子使用偏嗜性与特定蛋白结构的形成具有显著相关性,密码子使用偏嗜性一旦改变将可能导致新生多肽空间构象出现错误折叠。结合近些年来国内外在此领域的研究成果,阐述同义密码子使用偏嗜性如何发挥精微调控翻译的生物学功能与作用。

纳米颗粒在疫苗中的研究进展

疫苗是预防传染病最成功且有效的方法。随着疫苗技术的不断发展,候选疫苗的数量正逐步增加。然而,多数潜在疫苗的免疫原性较低,不能刺激机体产生强大且持久的免疫反应。为了获得高效的疫苗,疫苗佐剂和新型传递系统受到了极大关注,其中有关纳米技术的研究十分热门。纳米颗粒作为疫苗载体能够增强宿主的免疫反应,且能够到达特定的细胞区域。迄今为止,已有一些纳米疫苗成功应用的案例,而更多纳米材质的新型疫苗正处于不同临床试验阶段且前景良好。在维持疫苗抗原性及稳定性方面,纳米材料在抗原物质提呈、免受降解以及促进靶细胞吸收方面都表现出突出的优势。这些系统中研究最多的是病毒样颗粒、自组装蛋白质、胶束、脂质体、无机纳米颗粒和聚合物纳米材料。本文就纳米颗粒在疫苗生产中的不同类型、合成方法、性质和应用进行综述。