从代谢角度看冠状病毒与宿主的相互作用

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)的出现引发了新型冠状病毒肺炎的全球大流行,也将“冠状病毒”拉进大众视野。目前已知,病毒快速复制的同时会引起宿主细胞代谢网络的剧烈变动,而近期的研究已经从这些关键变化中寻找到相应的抗病毒靶点。本综述,我们重点关注了冠状病毒对宿主代谢(包括脂类代谢、中心碳代谢、氨基酸代谢等)影响的相关研究。阐明病毒感染诱导的宿主细胞代谢重编程,不仅有助于更透彻地理解病毒与宿主的相互作用,更提供了通过靶向代谢的策略来开发抗病毒药物的新思路。

猪流行性腹泻病毒Nsp8与宿主细胞互作蛋白的筛选及鉴定

猪流行性腹泻病毒Nsp8是RNA依赖的RNA聚合酶辅助因子,在病毒基因组复制中具有重要作用。为了从宿主细胞蛋白角度了解PEDV Nsp8蛋白的作用,本研究以PEDV感染的宿主细胞LLC-PK1为研究对象,提取LLC-PK1细胞总RNA,利用SMART技术经过反转录、扩增和纯化获得双链cDNAs,将其与pGADT7-Rec和carrier DNA共同转化至酵母Y187菌株,构建LLC-PK1 cDNA酵母文库,对该文库容量及质量进行鉴定。结果显示:本研究构建的LLC-PK1 cDNA文库库容量为2.1×10^7 CFU/mL,插入cDNA片段长度为500~2500 bp;将构建的诱饵质粒pGBKT7-Nsp8与LLC-PK1 cDNA酵母表达文库进行杂交,筛选阳性克隆菌株并测序分析,共获得了8个潜在互作蛋白;将8个蛋白分别与诱饵质粒pGBKT7-Nsp8进行酵母回复杂交验证,有4种宿主蛋白与Nsp8蛋白共转化后能在含X-α-Gal的DDO/X/A和QDO/X/A选择培养基中形成蓝色菌落;选择其中出现频率最高的LDHB蛋白与Nsp8,分别构建含有Flag标签和HA标签的真核表达载体,利用不同的标签抗体进行Co-IP鉴定,发现Nsp8与LDHB蛋白可以发生免疫共沉淀;通过激光共聚焦显微镜观察发现,Nsp8和LDHB蛋白在细胞质中存在明显共定位。本研究结果表明,Nsp8与宿主蛋白LDHB存在相互作用,推测LDHB蛋白可能通过与PEDV Nsp8蛋白在细胞质中的相互作用参与病毒复制的生物学过程。

猪流行性腹泻病毒流行株感染小型猪的组织病理学观察

为了探究猪流性腹泻病毒(PEDV)感染对小型猪组织脏器的影响,将PEDV流行株SHpd/2012经口服感染5日龄小型猪,待其出现明显临床症状且濒临死亡时剖杀,并采集小肠、肠系膜淋巴结、脾、肾、肝等组织脏器制作病理切片进行显微观察,同时利用抗PEDV特异性单抗对各组织进行免疫组织化学观察。结果显示:小型猪在攻毒后24 h即出现猪流行性腹泻的典型临床症状,猪只表现出明显的水样腹泻,同时伴随有呕吐、脱水等症状,甚至出现身体衰竭。解剖观察攻毒组小型猪内脏,可见肠腔内充满黄白色内容物和气体,肠壁变薄,呈半透明状;肠系膜淋巴结显著肿大,其他组织脏器未发现肉眼可见的病理变化。组织病理学观察显示攻毒组小型猪小肠组织病变最为严重,主要表现为小肠绒毛脱落、崩解、萎缩。此外,肠系膜淋巴结出血、有大量炎性细胞浸润;脾脏有大量炎性细胞浸润,脾小梁溶解消失,红髓白髓界限不清;肾脏肾小球变性坏死,肾单位结构崩解,模糊不清。免疫组化分析结果显示,攻毒组试验猪的小肠组织中可检测到大量病毒感染的细胞,而在肺脏、肝脏、肾脏、脾脏等组织中均未检测到PEDV分布。这一结果表明SHpd/2012株与经典毒株相比病变范围有所扩大,为深入研究PEDV致病机制积累了科学数据。

猪流行性腹泻病毒SHpd/2012株Nsp8基因分析及真核表达

应用生物信息工具和分子克隆技术对PEDV SHpd/2012株Nsp8基因编码的蛋白进行了结构和功能分析以及体外表达。结果显示,NSP8蛋白是一个含有194个氨基酸的亲水性蛋白,不含信号肽和跨膜区。SHpd/2012毒株高度保守的NSP8氨基酸序列与CV777、AJ1102等毒株同源性高。NSP8蛋白也是一个单体蛋白,共有5个优势抗原表位。此外,本研究成功地在293T细胞内表达了NSP8蛋白,为进一步研究猪流行性腹泻病毒NSP8蛋白的功能提供了理论基础。

LLC-PK1细胞中LDHB蛋白的体外表达及小RNA干扰

为了观察与猪流行性腹泻病毒(PEDV)NSP12互作蛋白乳酸脱氢酶B(LDHB)的体外表达情况和小RNA干扰效果,构建了真核表达载体pcDNA4.0-LDHB-3*Flag,并在Vero细胞中过表达LDHB,发现在37 kDa处有大小相符的明显条带。设计的2条小干扰RNA能降低LLC-PK1细胞中LDHB的mRNA和蛋白质水平,经one-way ANOVA检验证明干扰实验组2-ΔΔct的平均值显著低于对照组(P<0.05)。该结果为研究LDHB在PEDV感染LLC-PK1和Vero细胞过程中的作用提供了基础数据。

1株重组猪繁殖与呼吸综合征病毒的基因组特征

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)不断发生变异,其防控难度也逐渐增加。为了及时监测PRRSV在自然感染背景下的遗传进化特点,本研究从上海某发病猪场的临床样品中分离获得1株PRRSV毒株,命名为SHpd1/2018株,并对其生物学特性和基因组序列进行分析。结果表明,该毒株基因组全长为15018 bp(不含poly A),不能被针对HP-PRRSV强毒HuN4株的Nsp2的单抗所识别,但其增殖特性与强毒HuN4株相似。序列分析表明,SHpd1/2018株与HP-PRRSV强毒株的相似性最高(与HuN4相似性为94.3%)。重组分析结果显示,SHpd1/2018株是以HP-PRRSV-like为主要亲本毒株,NADC30-like为次要亲本毒株的重组病毒,两个重组断点nt 2002和nt 3205均位于Nsp 2基因的高变区。研究证实SHpd1/2018株是1株发生变异重组的PRRSV分离株,该毒株是上海某猪场保育猪发病的主要原因。

猪流行性腹泻病毒感染Vero细胞的细胞病理学研究

对感染猪流行性腹泻病毒(PEDV)的Vero细胞进行透射电镜观察发现:在病毒感染初期(6h),尽管细胞结构完整,部分细胞线粒体、粗面内质网扩张,胞浆出现空泡;随着感染时间的增长(12h),病毒粒子逐渐增多,细胞质内出现较多空泡状结构,病毒粒子先后出现在胞浆及细胞核内部;感染24h后,病毒粒子数目显著增多,空泡化明显,出现细胞核分解,细胞融合更加明显;感染最后阶段(48h),空泡化严重,核质固缩,细胞间大量融合,病毒粒子出芽排出。以上结果,为揭示猪流行性腹泻病毒的感染与致病机制积累了数据。

猪流行性腹泻病毒Nsp12与宿主RNF7蛋白相互作用的研究

猪流行性腹泻病毒(PEDV)编码的Nsp12蛋白具有RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)活性,在PEDV复制过程中发挥重要作用。为了研究与Nsp12蛋白相互作用的宿主细胞蛋白对PEDV复制的影响,本研究利用酵母双杂交技术将诱饵质粒pGBKT7-Nsp12与猪小肠绒毛上皮细胞(IECs)cDNA酵母表达文库进行杂交筛选,获得的阳性克隆经过测序鉴定证实为环指蛋白7(RNF7),将pGBKT7-Nsp12与p GADT7-RNF7进行酵母回复验证,结果显示二者共转化后能分解SD/-4/X/A中的X-α-Gal形成蓝色菌落,表明Nsp12与RNF7蛋白在酵母中存在相互作用。同时,构建p CAGGS-Nsp12-HA和p CAGGS-Flag-RNF7真核表达载体,利用针对不同标签的抗体进行正向和反向免疫共沉淀鉴定,进一步证实PEDV Nsp12蛋白与RNF7蛋白之间存在直接相互作用;激光共聚焦显微镜观察发现Nsp12蛋白和RNF7蛋白在细胞质中存在共定位现象。为了分析宿主细胞中RNF7蛋白异常表达对PEDV增殖的影响,将构建的RNF7真核表达质粒pcDNA3.1-RNF7转染LLC-PK1细胞后,再用PEDV感染过表达RNF7的LLC-PK1细胞,通过western blot检测LLC-PK1细胞中PEDV N蛋白表达量,荧光定量PCR检测PEDV N基因转录水平,采用TCID50方法检测病毒滴度,结果显示,过表达RNF7后LLCPK1细胞内PEDV N蛋白表达量和N基因拷贝数均下降,其子代病毒滴度也明显低于正常对照组,表明过表达RNF7蛋白可以抑制PEDV的增殖。而利用si RNA-178敲低宿主细胞内源性RNF7蛋白的表达,再以MOI 0.01的PEDV感染后,对感染后不同时间的细胞样品进行western blot检测和病毒滴度检测,结果显示在PEDV感染后24 h,细胞内PEDV N蛋白表达量明显增加,PEDV的滴度在感染后18 h和24 h时分别是对照组的1.10倍和1.17倍。本研究结果首次证实了宿主细胞中RNF7蛋白表达对PEDV的复制发挥负调控作用,为深入探究PEDV复制调控的分子机制奠定了基础。

猪流行性腹泻病毒SHpd/2012株S1和S2基因片段的真核表达

为探究猪流行性腹泻病毒(PEDV)的新毒株SHpd/2012在感染细胞时与细胞的相互作用机制,根据已得到的序列设计引物,克隆了S1和S2基因片段,构建了pCAGGS-S1和pCAGGS-S2真核表达质粒。间接免疫荧光和Western-blot实验表明,转染后S1和S2都能在Vero细胞内表达,且转染48h后的表达量较高;其中S1蛋白分子量约为90kDa,S2蛋白分子量约为60kDa。流行毒株SHpd/2012的S1与S2两肽段的成功表达,为之后进一步研究PEDV与Vero细胞的相互作用奠定了基础。

超深钻探和地壳深部信息及下地壳物质组合

1970年5月在苏联科拉半岛施钻的超深钻,其深度已接近13km。1977年施钻的沙特林超深钻,其深度也已超过9km。在大西洋中脊到非洲大陆坡之间的深海洋盆内,'格拉马挑战者号'科学考察船的深海钻探工程,其进尺深度也已达到4500m。

猪流行性腹泻病毒流行毒株的分离与鉴定

2016年3月江苏某猪场发生了哺乳仔猪腹泻疫情,导致大部分哺乳仔猪严重腹泻和死亡。为确定此次腹泻的病原,从该猪场采集了6份仔猪腹泻样品,利用RT-PCR方法对可引起仔猪腹泻的猪流行性腹泻病毒(PEDV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)和猪轮状病毒(PoRV)三种主要腹泻病毒进行了检测。结果显示,6份样品均呈现PEDV阳性,而TGEV和PoRV为阴性。无菌处理6份阳性样品后分别接种于Vero细胞,进行病毒分离培养;结果,6份样品中仅JSqd3/2016接种后可产生明显细胞病变,且连续传至第5代时细胞病变仍稳定存在。对JSqd3/2016分离株利用针对PEDV S蛋白的特异单抗进行间接免疫荧光鉴定结果显示,PEDV S蛋白单抗能够特异性识别JSqd3/2016分离株感染的Vero细胞。对JSqd3/2016-F5分离株S基因和ORF3基因进行克隆测序和序列比较分析结果显示,分离获得的JSqd3/2016毒株与目前的流行毒株亲缘关系较近,与经典毒株相比S基因存在较大变异,氨基酸同源性为93.0%~93.3%。本研究结果证实,PEDV变异毒株感染是该猪场仔猪腹泻疫情的主要病因。