CD163基因敲除iPAMs的构建及其感染PRRSV的特征分析

[目的]获得分化抗原163(cluster of differentiation 163,CD163)基因敲除的永生化猪肺泡巨噬细胞系(immortalized porcine alveolar macrophages,iPAMs),并从细胞水平研究CD163蛋白在猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)入侵过程中的作用。[方法]将靶向CD 163基因第7外显子的sgRNA质粒(pX330-sgCD163)转染至iPAMs,转染48 h后通过有限稀释法筛选单克隆细胞并进行基因型鉴定,通过Western blotting和脱靶分析来筛选CD 163基因敲除的iPAMs;通过实时荧光定量PCR、Western blotting、间接免疫荧光试验(indirect immunofluorescence assay,IFA)和半数细胞培养物感染量(50%tissue culture infective dose,TCID 50)等试验分析CD 163基因敲除的iPAMs感染PRRSV的特征。[结果]测序结果表明,100株单克隆细胞中有1株CD 163双等位基因敲除的iPAMs,敲除效率为1%;Western blotting结果显示,CD 163基因敲除的iPAMs中检测不到CD163蛋白的表达,且在预测的脱靶位点未检测到脱靶效应。实时荧光定量PCR结果表明,与野生型iPAMs组相比,CD 163基因敲除的iPAMs组病毒拷贝数极显著降低(P<0.01);Western blotting和IFA结果表明,在接毒24 h后的CD 163基因敲除的iPAMs组中未检测到PRRSV-N蛋白的表达;TCID 50试验结果同样显示,在CD 163基因敲除的iPAMs组中未观察到细胞病变。[结论]本研究利用CRISPR/Cas9编辑系统成功构建了CD 163基因敲除的iPAMs,该细胞系可以完全抵抗PRRSV感染。该细胞系的建立为后续研究PRRSV与CD163蛋白的互作机制提供了新型试验材料。

钻井液降滤失剂P(AMPS-IPAM-AM)的合成与评价

采用氧化-还原引发体系,以丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为原料,合成了P(AMPS-IPAM-AM)共聚物抗高温抗钙钻井液降滤失剂。探讨了单体配比和反应温度对产物性能的影响,借助红外光谱研究了聚合物的结构,初步评价了共聚物对钻井液性能的影响。结果表明,P(AMPS-IPAM-AM)的最佳合成条件为:n(IPAM)∶n(AM+IPAM)=0.7～0.8,n(IPAM+AM)∶n(AMPS)=0.8～1.0,聚合反应温度为35℃;合成的P(AMPS-IPAM-AM)的热稳定性好,在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水基钻井液中均具有较好的降滤失作用,在220℃下老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量;而且对比实验表明,P(AMPS-AM)聚合物在温度超过180℃后的降滤失效果明显降低,而P(AMPS-IPAM-AM)在老化温度达到200℃时仍然具有较强的降滤失作用,其在复合盐水钻井液中的抗温能力明显优于P(AMPS-AM)聚合物,因此该降滤失剂具有良好的抗温、抗盐和抗钙性能。

CD163单等位基因表达的iPAMs细胞系的构建及其介导PRRSV感染的特征分析

【目的】试验旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得CD 163(cluster of differentiation 163)单等位基因表达的永生化猪肺泡巨噬细胞系(immortalized porcine alveolar macrophages,iPAMs),并探究其介导猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)感染的特征,为深入研究CD 163基因在PRRSV感染中的作用机制奠定基础。【方法】在猪CD 163基因外显子1区域设计8条向导RNA(single guide RNA,sgRNA),并将其连接到pX458载体中,通过T7E1酶切试验检测不同sgRNA载体的活性;将活性较高的3条sgRNAs表达载体电转染到iPAMs中,通过流式细胞术分选单克隆细胞,对获得的单克隆细胞进行基因型鉴定、蛋白表达检测、脱靶分析以及PRRSV感染分析。【结果】在设计的8条sgRNAs中有3条基因编辑效率在28%以上。基因型鉴定结果表明,50株片段敲除的单克隆细胞中有4株符合预期的CD 163单等位基因表达的iPAMs,效率为8%。蛋白表达检测和脱靶分析结果显示,CD 163单等位基因表达的iPAMs中CD163蛋白表达量显著下降(P<0.05),且在预测位置未发生脱靶现象。PRRSV感染分析显示,CD 163单等位基因表达的iPAMs可以正常感染PRRSV,病毒拷贝数和PRRSV-N蛋白表达量与野生型细胞无显著差异(P>0.05)。【结论】本研究利用CRISPR/Cas9编辑系统构建了可以正常感染PPRSV的CD 163单等位基因表达的iPAMs,为阐明CD163在猪繁殖与呼吸综合征传染病中所起的作用以及培育抗病猪新品种奠定了基础。

PRRSV感染原代和传代PAM的比较转录组学分析

猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)是严重危害世界养猪业的重要病原。PRRSV对原代猪肺泡巨噬细胞(porcine alveolar macrophage,PAM)和传代猪肺泡巨噬细胞系(immortalized porcine alveolar macrophage,IPAM)均易感,但在感染早期,PRRSV在IPAM中的感染率显著高于PAM。为了揭示这2种细胞在PRRSV感染后的应答差异,本研究运用Illumina高通量测序技术对PRRSV感染的IPAM和PAM进行转录组测序,结果表明,PRRSV感染PAM和IPAM后能够诱导相似的免疫应答,但PAM的免疫应答反应更强;与代谢相关的基因在PRRSV感染的IPAM中差异更显著。进一步分析发现,PRRSV感染IPAM后下调细胞周期相关基因的表达水平,导致细胞周期停滞在G0/M期,从而促进PRRSV增殖;IPAM抗原递呈相关基因的缺失或低丰度表达可能是IPAM中免疫应答水平较低的原因;Nod-like receptor(NLR)、Toll-like receptor(TLR)、Target of rapamycin(TOR)、adenosine 5'monophosphate-activated protein kinase(AMPK)和phosphatidylinositol 3-kinase-protein kinase B(PI3K-Akt)等信号通路在PRRSV感染的PAM和IPAM中激活状态不同,可能导致了PRRSV在这2种细胞中的增殖差异。本研究结果为深入了解PRRSV感染原代和传代PAM后的应答差异补充了有用的数据。