人源肺细胞cDNA文库构建及与流感病毒NP互作宿主蛋白的筛选

【目的】构建肺组织细胞Calu-3及A549的高质量酵母cDNA文库并筛选与流感病毒NP蛋白相互作用的宿主因子,为深入研究流感病毒NP蛋白功能、病毒复制及致病机制奠定基础。【方法】提取等量Calu-3及A549细胞的总RNA,混合后反转录生成cDNA,利用长距离PCR（LD-PCR）扩增合成dscDNA,用CHROMA SPINTM＋TE-400纯化柱纯化dsDNA,按照Clontech公司的Make Your Own＂Mate＆Plate＂Library System操作程序,将带有同源臂的dscDNA与线性化p GADT7-Rec共同转化Y187酵母感受态细胞,涂布SD/-Leu平板后于30℃培养4d左右,收集所有菌落,混匀分装即为Calu-3和A549细胞cDNA的酵母文库,并对文库库容、滴度及多样性进行分析。利用Eco RⅠ和Bam HⅠ双酶切将A/Auhui/2/2005（H5N1）NP定向插入pGBKT7载体,构建高致病性流感病毒NP的诱饵质粒p GBKT7-NP,经验证该质粒无自激活活性,并进一步采用构建完成的Calu-3/A549细胞酵母文库进行杂交筛选,筛选得到的正确阅读的猎物质粒与诱饵质粒共转Y2H Gold酵母菌,分别以BD-P53/AD-T7作为阳性对照和BD-Lam/AD-T7作为阴性对照,挑取最终在SD/-Trp/-Leu/-Ade/-His/X-α-gal/Aro A（SD/-4/X/A）固体培养板上生长良好且变蓝的菌落,即为候选与目标蛋白互作阳性的蛋白,提取酵母质粒,进行测序分析、序列比对和Gene Ontology分析。【结果】提取两种细胞RNA 28S与18S条带清晰,5S条带暗淡,表明所提RNA质量较高,基本无降解;对提取的RNA反转录纯化获得dscDNA,dscDNA条带呈弥散状,片段大小分布于500—2 000bp之间,说明不同丰度及大小的RNA均成功反转录;构建的dscDNA文库库容为1.5×10^7,滴度为2.2×10^8cfu/m L,重组率为88%,PCR鉴定文库插入片段,条带大小不一、多样性好;利用诱饵质粒与文库进行双杂交筛选,回交验证后得到11个与NP蛋白互作的宿主因子。经Gene Ontology分析显示,11个宿主因子参与的生物过程包括：细胞凋亡、胚胎发育、可变剪接、转录调节及细胞增殖等;涉及的分子功能包括：GTP结合活性、金属离子结合活性、DNA结合活性及转录因子活性。【结论】成功构建同时含有Calu-3和A549两种人源肺细胞cDNA的酵母文库,文库覆盖cDNA更全面,为后期筛选与流感病毒其它蛋白互作的宿主蛋白奠定基础,筛选得到与NP蛋白存在相互作用的宿主因子为进一步深入研究NP功能提供了可靠的前期数据。

HA 226/228双位点突变对H5N1禽流感病毒受体结合特异性和致病性的影响

禽流感病毒(AIV)主要识别SAα2,3Gal受体,而人源流感病毒主要识别SAα2,6Gal受体。本研究利用糖链受体结合特性检测方法检测表明,H5N1 AIV A/duck/Guangxi/35/2001(DK/35)可以同时识别SAα2,3Gal和SAα2,6Gal受体,然而HA 226位谷氨酸(Q)到亮氨酸(L)和228位甘氨酸(G)到丝氨酸(S)的双突变,可以导致DK/35更倾向于识别SAα2,6Gal受体。对BALB/c小鼠致病性试验显示,突变病毒株(rDK/35(Q226L/G228S))对小鼠的致病力比野毒株弱,其MLD50为4.7 log10EID50,而DK/35为1.8 log log10EID50。本研究表明H5N1 AIV通过突变可以获得优先与SAα2,6Gal受体特异性结合的能力,为H5N1 AIV的监测预防和对公共卫生风险评估提供一定的参考依据。

NA蛋白对流感病毒受体结合特性影响的研究

为研究两株H7亚型流感病毒A/chicken/Jilin/SD020/2014(H7N2)(简称JL/020)和A/Anhui/1/2013(H7N9)(简称AH/1)受体结合特异性差异的影响机制,本实验利用反向遗传操作技术,构建一系列重配病毒和HA基因点突变病毒,检测其对受体结合特性的影响。固相ELISA检测结果表明血凝素蛋白(HA)中的57和312位氨基酸不影响流感病毒的受体结合特性,而神经氨酸酶蛋白(NA)使r-JL/020(AH/1骨架)结合SAα2,3Gal受体的结合能力高于r-AH/1(R57K/R312K),表明NA影响了流感病毒受体结合特性;同源建模进一步发现HA中的57和312位点与流感病毒受体结合结构域相距较远;交叉血凝抑制试验(HI)结果表明,H7单因子血清和H7N9全病毒血清对拯救的JL/020和AH/1病毒株的抑制价没有差异,而N2单因子血清对病毒的抑制能力存在差异。以上结果表明,NA蛋白影响了流感病毒的受体结合特性。本研究表明,除HA以外,NA也能够影响流感病毒的受体结合特性,该实验为进一步研究流感病毒受体结合特性提供了实验依据。

甲流病毒NS基因降低H5N1禽流感病毒对小鼠的致病力的研究

为研究NS基因对流感病毒致病力的影响,本实验以一株H5N1禽流感病毒(AIV)A/duck/Guangxi/35/2001(DK/35)为亲本病毒株,利用反向遗传技术,以我国首例甲型H1N1流感病毒分离株A/Sichuan/01/2009(SC/01)的NS基因对DK/35株进行单基因替换,拯救出一株重组H5N1 AIV。动物实验表明,SC/01株的NS基因能够使DK/35株对小鼠的致病力减弱。我们推测SC/01株的NS基因主要是通过调节宿主干扰素的产生致弱DK/35株的毒力。进一步对致弱机制进行系统研究,为生产弱毒活疫苗提供一种新的策略。

两株EA H1N1亚型猪流感病毒在豚鼠体内的复制和传播能力评估

为评价欧亚类禽H1N1(EA H1N1)亚型猪流感病毒(SIV)在哺乳动物间呼吸道飞沫的传播能力,本研究选取A/swine/Henan/11/2005(H1N1)(He N11)和A/swine/Hunan/26/2010(H1N1)(HuN26)为代表病毒株,以106EID50/300μL的剂量,经鼻腔分别感染3只豚鼠,24 h后在相邻笼内分别放入3只豚鼠作为传播组,通过检测鼻洗液内的病毒滴度评价2株病毒在豚鼠间呼吸道飞沫的传播能力;并以相同剂量分别感染2只豚鼠,感染72 h后通过检测脏器内病毒滴度评价2株病毒在豚鼠体内的复制能力。传播试验结果表明,HeN11株在豚鼠间的传播能力为3传1,HuN26株为3传3。脏器中病毒滴定结果表明,HeN11株在下呼吸道具有良好的复制能力,而HuN26株主要在上呼吸道复制。进一步的氨基酸差异分析表明,2株病毒株共有62个氨基酸差异。以上结果表明,2株病毒株均能够在豚鼠呼吸道内进行不同程度的复制,而呼吸道飞沫传播能力显著不同。本实验为进一步研究EA H1N1 SIV在哺乳动物间呼吸道飞沫传播的分子机制奠定基础,也为猪流感的防控提供了实验依据。

野生H7N9流感病毒与H7N9/PR8重组病毒的生物学特性比较研究

A/Puerto Rico/8/34(H1N1)(PR8)是高滴度鸡胚适应流感病毒株,WHO 1969年将其推荐为流感病毒疫苗株内部基因供体株,本世纪以来其也被广泛用于H5N1流感疫苗株的内部基因供体株。本研究利用反向遗传技术以携带PB2基因K627E突变的PR8内部基因为骨架,以一株H7N9亚型低致病力禽流感病毒CK/HN的表面基因为供体,并在其HA基因引入V^(186)G和L^(226)Q双点突变,构建了一株重组病毒H7N9(HN)/PR8。固相ELISA受体结合特性分析结果显示,野生病毒CK/HN可同时结合α-2,6-糖链(人源受体成分)和α-2,3-糖链(禽源受体成分),并且与前者的亲和力高于后者;重组病毒H7N9(HN)/PR8对α-2,3-糖链的亲和力明显增高,对α-2,6-糖链的亲和力则显著下降。以10~6鸡胚半数感染量(EID_(50))接种SPF鸡后,CK/HN病毒可在鸡体内复制,通过呼吸道和泄殖腔向外排泄,感染鸡血清均转阳;H7N9(HN)/PR8接种的鸡泄殖腔和呼吸道均无病毒排出,也无血清转阳,表明H7N9(HN)/PR8病毒不能在鸡体内复制。本研究为H7N9疫苗株的构建奠定了重要基础。