PEDV感染过程中TRIM5α介导的自噬对病毒复制的影响

旨在研究三结构域蛋白5α(tripartite motif protein 5α,TRIM5α)能否通过调控细胞自噬来影响猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea viru,PEDV)在非洲绿猴肾细胞(Vero-E6)中的复制。利用Western blot(WB)检测自噬标志蛋白LC3Ⅱ的表达,明确PEDV感染Vero-E6细胞后不同时间点自噬的发生情况。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测TRIM5α在自噬模型中的表达水平。设计并合成3条TRIM5α的干扰片段并筛选干扰效率最高的干扰片段,将其转染至Vero-E6细胞,PEDV感染后48 h,通过WB检测LC3Ⅱ蛋白的表达水平;RT-qPCR检测PEDV的N、ORF3基因的表达水平,同时检测PEDV滴度变化,以明确TRIM5α对自噬和PEDV复制的影响。结果表明:PEDV成功感染Vero-E6细胞并诱导细胞自噬。WB结果显示感染24、36和48 h时,试验组的LC3Ⅱ的表达量呈上升趋势,在48 h时表达量最高,且差异极显著(P<0.01),自噬被激活;RT-qPCR结果显示,TRIM5α的表达呈现上升趋势,在感染48 h时表达量最高,且差异极显著(P<0.01)。siRNA-2的干扰效果最好。干扰TRIM5α后,WB结果显示LC3Ⅱ蛋白表达量降低,自噬受到抑制,且RT-qPCR结果显示PEDV为N、ORF3基因的表达水平显著升高,病毒滴度明显上升。研究表明,TRIM5α通过促进细胞自噬抑制PEDV在Vero-E6细胞中的复制。

熊猴存在TRIM5/TRIMCyp杂合子基因型

缺乏合适的动物模型是制约艾滋病研究取得重大突破的关键瓶颈之一。细胞内的抗病毒蛋白被称为限制因子。研究不同灵长类动物抗HIV-1宿主限制因子的存在形式及作用机制对建立合适AIDS灵长类动物模型有十分重要的意义。TRIM5α是哺乳动物细胞中一种重要和关键的限制因子,它以物种依赖的方式限制包括HIV-1在内的逆转录病毒的感染。TRIM5-CypA融合基因是存在于新大陆猴与旧大陆猴中的一种独特的TRIM5基因形式。为了研究不同灵长类动物TRIM5基因的存在方式,该文对熊猴、藏酋猴、红面猴及中国恒河猴4个物种共110只灵长类动物进行了TRIM5-CypA融合模式的研究。首次发现熊猴也存在TRIM5-CypA基因融合现象。熊猴TRIMCyp融合基因形成模式类似于北平顶猴TRIMCyp融合基因模式,即CypA假基因的cDNA序列通过逆转座方式插入到TRIM5基因的3'-UTR区域。基因序列分析表明,该基因与北平顶猴相应基因序列高度相似;并且其TRIM5内含子6的3'-剪接位点也相应存在G-to-T突变现象(G/T)。这提示熊猴也极有可能像北平顶猴一样表达TRIM5-CypA融合蛋白,从而导致熊猴可能跟北平顶猴一样可能被HIV-1感染。因此,熊猴极有希望成为一种新的HIV/AIDS灵长类动物模型。

应用毛发PCR法检测猕猴TRIM5基因序列CypA转座子插入的TRIMCyp嵌合基因型

为检测猕猴TRIM5基因序列CypA转座子插入TRIMCyp突变基因型个体,本研究建立了应用毛发PCR方法,在基因组水平初步检测猕猴属中TRIMCyp基因型方法,并从猕猴属食蟹猴中初步筛选出TRIMCyp突变基因杂合和纯合子个体。实验以平顶猴为阳性对照,无CypA插入的PCR扩增产物片段大小约为2 343 bp,纯合体为3 110 bp,而杂合突变体则为2 343 bp和3 110 bp。与从血液中提取基因组方法检测结果一致。该方法的建立,为进一步调查TRIMCyp嵌合基因型猕猴在中国的分布,以及研究逆转录病毒跨种间传播和建立HIV-1易感猕猴属动物模型提供了实验手段和平台。

固有免疫分子TRIM5α对乙型肝炎病毒复制的影响

目的:构建固有免疫分子TRIM5α的真核表达质粒,研究TRIM5α对HBV复制的影响。方法:通过巢氏RT-PCR技术从恒河猴肺组织中扩增出TRIM5α的编码基因,并将其克隆入pcDNA3.1真核表达载体。将TRIM5α真核表达质粒转染HepG2细胞,用Western blot的方法鉴定TRIM5α蛋白表达情况。将TRIM5α真核表达质粒与复制型HBV质粒通过磷酸钙沉淀法共转染HepG2细胞、通过尾静脉高压注射法共转染BALB/c小鼠。ELISA检测转染细胞上清及小鼠血清中的HBsAg和HBeAg;免疫组化检测小鼠肝组织HBcAg的表达;Southern blot检测转染细胞中HBV复制中间体。将TRIM5α真核表达质粒转染293T细胞3小时后,再将基于HIV-1结构的慢病毒载体三质粒系统转染293T细胞,通过检测转染细胞上清中的HIV-1 p24抗原含量来鉴定TRIM5α抗HIV-1功能。结果:成功构建TRIM5α真核表达质粒;过表达TRIM5α不能有效降低HBV抗原和复制中间体水平,但可抑制HIV-1 p24抗原的表达。结论:TRIM5α不能有效抑制HBV的复制。

TRIM5α抗HIV-1功能的研究

目的研究TRIM5α抗HIV-1功能。方法从vero细胞中提取总RNA,采用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术获得非洲绿猴TRIM5α全基因序列。用PCR技术从人、恒河猴和非洲绿猴TRIM5α全基因序列中扩增B30.2和coiled coil等功能片段。将测序鉴定过的目的基因克隆到真核表达载体pEGFP-C3上,与绿色荧光蛋白融合表达,荧光显微镜观察目标蛋白在细胞内的定位。利用VSV-G膜蛋白质粒和HIV-1骨架质粒包装假病毒,通过假病毒感染实验定量检测TRIM5α及其功能片段对HIV-1的抑制功能。结果成功地构建了带有绿色荧光蛋白标签的TRIM5α及其功能片段真核表达质粒。人、恒河猴和非洲绿猴TRIM5α及其功能片段蛋白均定位于细胞质,其中hTRIM5α、rhTRIM5α、AGMTRIM5α、rh-TRIM5αCC/B30.2、AGM-TRIM5αCC/B30.2融合蛋白以高聚状态存在于胞质内,而h-TRIM5αCC/B30.2和不同种属TRIM5αB30.2融合蛋白则均匀分布于胞质内。恒河猴和非洲绿猴TRIM5α及CC/B30.2对HIV-1假病毒的抑制率均达70%,而人TRIM5α及各种属B30.2对假病毒的抑制率低于20%。结论恒河猴和非洲绿猴TRIM5αCC/B30.2功能结构域对HIV-1有拮抗作用,为TRIM5α最小功能结构域的确定及结构的解析提供了可靠的实验依据。

平顶猴TRIM5α基因变异影响其抗HIV-1功能

目的:解释平顶猴成为唯一能够被HIV-1感染的旧大陆猴以及在被SIV感染时出现较其他旧大陆猴严重临床症状的原因。方法:参考人TRIM5α基因的结构和序列合成引物,以平顶猴DNA为模板,分别扩增其TRIM5α基因编码序列的所有外显子。利用生物学软件分析获得的编码序列,分析在已经明确与TRIM5α抗病毒功能密切相关的几个位点上是否发生可能影响其功能的突变。结果:在平顶猴基因组上CypA基因融合到TRIM5α基因第八外显子的下游,融合方式与在鹰猴中发现的CypA与TRIM5α的融合方式完全不同。恒河猴TRIM5α基因具有限制HIV-1复制的功能,第332位脯氨酸对其抗病毒功能非常重要,但在平顶猴的TRIM5α上,该氨基酸突变成谷氨酰胺;第335位以后8个氨基酸对恒河猴TRIM5α抗病毒功能也有重要影响,但在平顶猴的TRIM5α上,与其对应的氨基酸片段不仅缺失了两个氨基酸,还有两个氨基酸发生突变,附近区域还有另外两个发生突变。在平顶猴TRIM5α基因的Coiled-Coil结构域插入了13个氨基酸,但没有影响到编码框。结论:在平顶猴的基因组上CypA与TRIM5α的融合以及平顶猴TRIM5α基因抗病毒功能关键位点上的氨基酸突变可能影响其抗病毒功能,是其成为唯一能够被HIV-1感染的旧大陆猴以及在被SIV感染时出现较其他旧大陆猴严重临床症状的重要原因。

利用TALEN技术建立恒河猴TRIM5α基因突变细胞株

利用TALEN技术建立恒河猴TRIM5α基因突变细胞株,为进一步研究TRIM5α基因的功能奠定基础。构建针对TRIM5α打靶基因的TALEN,通过点突变的方法获得包含TRIM5α第7个外显子中打靶位点1 211-1 224的基因序列并构建点突变donor载体。将打靶TRIM5α基因的TALEN质粒和donor质粒电转入恒河猴肾细胞(LLC-MK2)中,无限稀释法获得单克隆细胞系,通过抽提基因组DNA,再利用PCR技术扩增目标序列并测序筛选出TRIM5α碱基缺失(1 215-1 216)和点突变(1 213-1 215,1 217)的细胞系。通过共转TALEN质粒和点突变的donor质粒筛选获得了TRIM5α基因敲除和TRIM5α基因点突变的LLC-MK2细胞系。

马TRIM5α基因的扩增及抗EIAV作用评价

TRIM5α是一种重要的天然免疫因子,能够限制多种逆转录病毒的跨种感染。为研究马的TRIM5α是否具有抗病毒作用,本实验采用RT-PCR技术从马外周血液细胞的总RNA中扩增TRIM5α基因。测序结果表明,与GenBank中唯一的马TRIM5α(eqTRIM5α)基因序列相比马基因组预测的TRIM5α(eqTRIM5α-predicted)基因在其C末端部位有208 bp片段的插入,该插入造成TRIM5α的截短突变(eqTRIM5α-S)。通过删除插入片段后得到与eqTRIM5α-predicted基因相同的全长马的TRIM5α(eqTRIM5α-F)基因。同时将eqTRIM5α-S基因和eqTRIM5α-F基因分别插入pLPCX-HA真核表达载体中构建重组质粒,并分别转染293T细胞,转染24 h后感染马传染性贫血(EIAV)假病毒。通过检测荧光素酶活性,实验结果表明相对于阴性对照组eqTRIM5α-S可以有效地降低EIAV假病毒的复制,而eqTRIM5α-F则无该生物学功能。但通过将两种eqTRIM5α重组质粒与EIAV-gag表达重组质粒共转染293T细胞,结果表明eqTRIM5α-S和eqTRIM5α-F均不能降解Gag蛋白,这表明eqTRIM5α-S可能存在另一种机制限制EIAV的复制。

恒河猴TRIM5α的组织分布及不同刺激促进PBMC中TRIM5α转录水平的上调

TRIM5α(tripartite motif protein 5-alpha)蛋白是恒河猴体内一种非常重要的限制因子,能抑制人免疫缺陷病毒(HIV-1, human immunodeficiency virus type 1)、马感染性贫血病毒(EIAV, equine infectious anemia virus)和猫免疫缺陷病毒 (FIV, feline immunodeficiencyvirus)等逆转录病毒的复制。恒河猴 TRIM5α的组织分布以及在受到外界刺激时 TRIM5α mRNA 表达量的变化研究还未见报道。本研究从中国恒河猴的各组织中提取总 RNA,以β-actin基因作为内参照,通过半定量 RT-PCR 检测各组织中 TRIM5α mRNA 的表达。选择 HIV-GFP-VSVG 假病毒感染外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC),非特异性刺激剂——佛波脂(Phorbol myfismte acetate,PMA)+离子霉素(ionomycin,Ion)及 CD28 抗体+CD49d 抗体分别共刺激恒河猴 PBMC,研究不同刺激对恒河猴TRIM5α mRNA 表达水平的影响。结果表明:TRIM5α mRNA 表达于所研究的恒河猴 21 种组织中,免疫系统和泌尿生殖系统组织中表达量最高,而神经系统组织,如大脑、脊髓中表达较少,其他组织中未见明显的表达差异;HIV-GFP-VSVG 感染和用 PMA+Ion、CD28 抗体+CD49d 抗体分别共刺激 PBMC 能促进 PBMC 中 TRIM5α mRNA的转录水平的上调。

灵长目动物TRIM5基因的进化及其抗逆转录病毒的种属差异性

灵长目动物TRIM5基因能编码TRIM5α蛋白,它在逆转录病毒侵染宿主细胞的早期阶段抑制病毒复制。同时科学家也在灵长目动物中发现了TRIM5基因的另外一种融合蛋白基因型——TRIMCyp,由于发生的剪接机制不同,新、旧大陆猴分别形成了不同的融合蛋白,从而导致它们抗病毒活性的广泛差异。TRIM5基因在灵长目动物进化过程中产生了很多突变位点,这些突变位点也使灵长目动物抗逆转录病毒的活性存在种属差异。本文简述了TRIM5基因及编码蛋白的结构,从自然选择的角度阐述了灵长目动物TRIM5基因的进化,揭示了由TRIM5基因多样性所造成的抗病毒种属差异,从而为研究灵长目动物的进化以及人猴共患疾病模式生物的构建提供一定的指导。

人天然免疫基因TRIM5α的序列及进化分析

目的:克隆人TRIM5α基因,对其编码序列进行分析,并进行分子进化研究。方法:以HeLa细胞cDNA为模板,用RT-PCR方法克隆人TRIM5α基因,与人基因组序列对比分析其结构;用BioEdit、Genedoc和MEGA4.1软件进行蛋白序列联配和进化分析。结果:扩增了长1482bp的人TRIM5α基因片段,序列分析表明其覆盖了完整编码框,编码由493个氨基酸残基组成的人TRIM5α蛋白;人TRIM5α蛋白与黑猩猩、大猩猩、猩猩、猕猴TRIM5α蛋白的相似度分别为98.2%、96.8%、93.7%和87.6%。结论:克隆了人TRIM5α基因,为进一步研究该基因的功能奠定了基础。

TRIM5α对肝癌细胞增殖和凋亡的影响

目的探讨TRIM5α（Tripartitemotif5alpha）对人肝癌细胞增殖和凋亡的影响。方法构建TRIM5α质粒，通过酶切、PCR和测序鉴定。将TRIM5α质粒转入人肝癌细胞株（HepG2），通过PCR、Westernblot检测TRIM5α的表达。采用RTCA仪器实时检测细胞的增殖情况，采用流式细胞仪检测细胞的凋亡，Westernblot检测凋亡相关蛋白的表达。结果本研究成功构建了TRIM5α质粒，RT—PCR和Westernblot的结果显示构建的TRIM5α质粒可转入HepG2细胞中并且能够抑制肝癌细胞的增殖促进其凋亡。TRIM5ct主要是通过抑制Bcl-2的表达，激活Caspase-3的表达从而引起肝癌细胞凋亡，并且TRIM5α还可抑制肝癌细胞体内成瘤。结论TRIM5α可抑制人肝癌细胞的增殖促进其凋亡并抑制体内成瘤，为进一步研究其作用机制及其临床应用奠定基础。

EIAV Rev蛋白拮抗eqTRIM5α介导的AP-1信号通路的机制研究

为探究马传染性贫血病毒(EIAV)附属蛋白Rev负调控Tripartite motif-containing protein 5α(TRIM5α)介导的AP-1信号通路的机制,本研究将pEIAV-Rev-HA和pcDNA3.1质粒分别与含TRIM5α基因的质粒及pGL3-AP-1-Luc(AP-1报告质粒)共转染HEK 293T细胞,采用荧光素酶试验检测Rev对TRIM5α激活的AP-1信号通路的影响;将pEIAV-Rev-HA和pcDNA3.1质粒分别与含TAK1、TAB2、P38和c-Jun基因的质粒及pGL3-AP-1-Luc共转染HEK 293T细胞,采用荧光素酶试验检测Rev对TRIM5α下游转导分子(TAK1、TAB2、P38、c-Jun)激活的AP-1信号通路的影响;将pEIAV-Rev-HA和pcDNA3.1质粒分别与含TAK1、TAB2、P38基因的质粒共转染HEK293T细胞,利用western blot试验分别检测TAK1、TAB2、P38的表达水平;将pEIAV-Rev-HA和pcDNA3.1质粒分别与含P38基因的质粒共转染HEK 293T细胞后加入蛋白酶体抑制剂MG132,利用western blot检测P38蛋白的表达情况。结果显示,共转染EIAV-Rev-HA实验组中TRIM5α对AP-1的激活倍数为0.4,而共转染pcDNA3.1对照组中相应的激活倍数为26.0;共转染pEIAV-Rev-HA实验组中,TAK1、TAB2、P38和c-Jun对AP-1信号通路的激活倍数分别为7.7、0.1、0.6、9.8,而共转染pcDNA3.1对照组中对AP-1信号通路的激活倍数分别为60.0、1.5、6.3、12.0;转染pEIAV-Rev-HA+pP38-Flag组与转染pcDNA3.1+pP38-Flag组相比,前者P38蛋白的表达量显著降低;加入蛋白酶体抑制剂组则恢复了P38蛋白的表达。上述结果表明,EIAV Rev显著下调eqTRIM5α及其下游转导分子TAK1、TAB2、P38激活的AP-1信号通路,但不显著下调c-Jun激活的AP-1信号通路;EIAV Rev通过蛋白酶体途径降解P38蛋白的表达而抑制eqTRIM5α激活的AP-1信号通路。本研究结果为理解EIAV与宿主蛋白相互作用提供参考依据。

稳定表达马TRIM5α蛋白的HEK293细胞系的建立及其抗病毒活性初步研究

为建立稳定表达马TRIM5α(eqTRIM5α)的HEK293细胞系,并检测马TRIM5α(eqTRIM5α)的抗病毒功能,本研究将eqTRIM5α克隆于慢病毒表达载体pLPCX中,构建重组质粒pLPCX-eqTRIM5α-HA,同时构建恒河猴的pLPCX-Rh TRIM5α-HA作为阳性对照。利用VSV-G包装慢病毒,感染HEK293细胞,并利用嘌呤霉素筛选、纯化,建立了稳定表达eqTRIM5α和Rh TRIM5α的HEK293细胞系。经western blot和流式细胞术鉴定,该细胞系传代至20代后,仍然能够检测到eqTRIM5α和RhTRIM5α的稳定表达。将该细胞系应用于抗马传染性贫血病毒(EIAV)活性研究中,结果显示eqTRIM5α同RhTRIM5α一样均能够抑制病毒复制,表明eqTRIM5α是一种对EIAV具有较强限制作用的宿主蛋白。该细胞系的建立为进一步评价和研究eqTRIM5α的抗病毒作用和机制奠定了基础。

人TRIM5α嵌合体在大肠杆菌中的优化表达

应用SDS-PAGE电泳检测方法,研究了本实验室构建的人TRIM5α嵌合体重组蛋白在大肠杆菌中的最佳表达条件。结果表明:在31℃、IPTG的诱导浓度为0.5 mmol/L、诱导时长为8 h、菌液的OD值为0.6以及在TB培养基上培养条件下人TRIM5α嵌合体蛋白表达量达到最大。

TRIM5α——艾滋病治疗的潜在靶点

艾滋病由人免疫缺陷病毒I型（HIV-1）引起，具有严重的传染性和致死性。虽然HIV-1病毒可以感染包括人类在内的许多哺乳类细胞，但却不能感染某些灵长类动物，研究认为，灵长类动物体内的TRIM5α基因抑制了HIV-1感染。TRIM50t是灵长类动物内在免疫系统抑制逆转录病毒感染的一个组成部分，

打靶恒河猴CD4^+ T细胞的TRIM5α基因影响其感染HIV的能力

目的:探讨打靶恒河猴CD4^+ T细胞的TRIM5α基因对其感染HIV-1能力的影响。方法:从恒河猴的外周血中通过磁珠分选获得CD4^+ T细胞,并采用流式检测阳性率。构建打靶TRIM5α基因的TALEN质粒,通过电转导入CD4^+ T细胞,流式分选出转染TALEN质粒的细胞,提取基因组T7E1酶切检测打靶效率。HIV-1病毒感染打靶TRIM5α的CD4^+ T细胞,并通过ELASA检测病毒感染的情况。结果:成功地从恒河猴的外周血中分选出了CD4^+ T细胞,流式检测阳性率为99.5%。打靶TRIM5α基因的TALEN质粒转染CD4^+ T细胞的转染效率约为24.8%,并可成功打靶TRIM5α,打靶效率约为40%。ELASA检测结果表明打靶TRIM5α的恒河猴CD4^+ T细胞对HIV病毒的感染能力增强。结论打靶恒河猴CD4^+ T细胞的TRIM5α基因可使其易感HIV病毒,为进一步建立恒河猴HIV-1感染动物模型奠定基础。

AIDS潜在治疗靶点:HIV-1抑制因子TRIM5α

TRIM5α(tripartite motif protein5-alpha,TRIM5α)是一种能够直接识别病毒衣壳的细胞质蛋白质,它通过影响入侵病毒粒子衣壳的脱落干扰病毒的有序脱壳,从而抑制HIV-1感染后的逆转录过程。各种区域突变型TRIM5α对抑制HIV-1逆转录具有的不同作用,启发了利用人内源性TRIM5α对AIDS进行治疗的思路。本文综述了TRIM5α抗HIV-1感染的功能结构域、作用机制及相关的基因治疗策略。

不同种属TRIM5α B30.2基因克隆与原核表达及纯化的研究

目的对人、恒河猴和非洲绿猴的TRIM5α B30.2基因进行克隆、原核表达及纯化。方法用PCR技术从人、恒河猴、非洲绿猴TRIM5α全基因序列中扩增B30.2片段,约660 bp,翻译成相对分子质量约为23×103的蛋白质。将测序鉴定过的不同种属TRIM5α B30.2基因克隆到原核表达载体A64上,以可溶的形式在大肠埃希菌BL21(DE3)中高效表达,经TEV酶切、纯化后,用SDS-PAGE方法鉴定表达蛋白。结果获得了高纯度可溶的TRIM5α B30.2蛋白,纯度可达90%以上。结论成功的获得不同种属TRIM5α B30.2蛋白,为蛋白结构的研究奠定基础。