猪氨基肽酶N病毒结合受体核心区对TGEV在ST细胞中复制影响的研究

为研究与猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)结合的猪氨基肽酶N(pAPN)受体核心区对TGEV复制以及细胞功能的影响,本研究检索并分析pAPN与TGEV的结合位点,结果显示,敲除pAPN aa668~aa963对其酶活性无影响。因此,利用CRISPR/Cas9技术构建pAPN与TGEV结合位点敲除细胞系,经PCR和western blot鉴定结果显示,正确构建一株敲除pAPN aa668~aa963的ST细胞系,即敲除pAPN 15-21外显子,命名为KO-ST-15。采用CCK-8和细胞划痕方法检测KO-ST-15细胞的增殖和细胞迁移活性,结果显示,敲除pAPN 15-21外显子对ST细胞增殖和迁移活性均无显著影响。利用RT-qPCR和IFA检测KO-ST-15感染TGEV后病毒复制拷贝数和N蛋白的表达,结果显示,敲除pAPN 15-21外显子可极显著抑制TGEV在ST细胞系中的复制(P<0.001)。利用RT-qPCR检测KO-ST-15感染TGEV后炎症相关基因转录水平变化,结果显示,TGEV感染后KO-ST-15中的IL-6、IL-8和NLRP3(NOD-like receptor protein 3)mRNA转录水平无显著变化,但RIG-I和MDA5的转录水平显著上调(P<0.05)。上述结果首次表明,敲除pAPN15-21外显子能够极显著抑制TGEV在ST细胞中的复制,但细胞KO-ST-15的正常生理功能无变化,TGEV不能进入敲除pAPN 15-21外显子的细胞中引起炎症反应,该结果为进一步培育抗病育种猪提供参考依据和候选方案。

猪流行性腹泻病毒中和抗体PC10-IgG重组腺病毒的构建及其抗病毒效果的研究

为研制用于治疗仔猪PED的制剂,本研究将PEDV中和抗体PC10-IgG基因序列整合至人5型腺病毒(Ad5)骨架质粒中,构建的重组质粒经转染构建重组腺病毒Ad5-PC10-IgG。通过ELISA检测Ad5-PC10-IgG感染HEK293细胞的上清,以及采用SDS-PAGE、western blot检测上清中纯化的IgG,结果显示Ad5-PC10-IgG感染HEK293细胞能够分泌表达PC10-IgG,且该抗体效价较高。又将分泌表达的PC10-IgG进行了PEDV病毒结合试验[间接免疫荧光试验(IFA)]和病毒抑制试验(荧光定量PCR和IFA)。结果显示Ad5-PC10-IgG分泌表达的PC10-IgG不仅对PEDV具有良好的结合活性还能显著抑制PEDV感染Vero E6细胞。将Ad5-PC10-IgG感染猪小肠类器官模型肠小体,通过ELISA检测其感染后上清以及IFA检测感染的肠小体,结果表明Ad5-PC10-IgG可以感染肠小体并分泌表达PC10-IgG。将Ad5-PC10-IgG接种小鼠,ELISA方法检测采集的小鼠血清与肛拭子,并采用前述方法检测小鼠血清中的PC10-IgG对PEDV的结合活性及病毒抑制效果。结果显示,在接种后的第1 d、3 d、5 d的小鼠血清中均有较高含量的PC10-IgG,但在其肛拭子中没有检测到PC10-IgG,且该PC10-IgG对PEDV具有很好的结合活性和抑制其复制的效果。以上结果表明Ad5-PC10-IgG能够在体外与小鼠体内分泌表达有活性的中和抗体PC10-IgG。本研究为后续Ad5-PC10-IgG接种猪的试验以及研发PED治疗性抗体制剂奠定基础。

国内首株猪德尔塔冠状病毒(Porcine deltacoronavirus)的分离鉴定

猪德尔塔冠状病毒(Porcine deltacoronavirus,PDCoV)是一种新出现的猪冠状病毒,于2012年首次在香港的猪群中发现。2014年2月美国在腹泻仔猪和母猪的粪便中首次检测到PDCoV,随后,韩国和我国大陆也从腹泻猪的临床样品中检测到PDCoV。目前,只有美国成功分离到2株PDCoV。为分离鉴定PDCoV,本研究将PDCoV阳性样品无菌处理后接种猪肾细胞(LLC-PK)并连续传代培养。通过细胞病变、RT-PCR、间接免疫荧光和基因序列测定对细胞培养物进行鉴定。结果表明我们成功分离到国内首株PDCoV并将其命名为NH株。M基因的系统发育分析表明NH株与中国、美国及韩国的PDCoV亲源关系较近。本研究为进一步研究PDCoV的致病性和致病机制奠定了基础。

猪急性腹泻综合征冠状病毒SYBR Green荧光定量PCR检测方法的建立及应用

为建立快速、灵敏且特异的检测猪急性腹泻综合征冠状病毒(swine acute diarrhea syndrome coronavirus,SADS-CoV)检测方法,本试验扩增SADS-CoV N基因保守区域将其克隆至pMD18-T载体。所构建的重组质粒pMD18-T-SADS-qN作为阳性质粒标准品,以其为模板建立一种SYBR Green荧光定量PCR检测方法。结果显示,所建立方法在3.31×10^(1)~3.31×10^(7)拷贝·μL^(-1)模板量时,呈良好的线性关系,相关系数(R2)为0.997,斜率为-3.318。该方法特异性检测SADS-CoV;而猪流行性腹泻病毒(PEDV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)、猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)和猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)检测结果均为阴性。所构建的标准品检测灵敏度下限可以达到3.31×10^(1)拷贝·μL^(-1),组内和组间变异系数均小于1%,表明其具有良好的灵敏性和重复性。用该方法检测SADS-CoV感染IPI-2I和IPEC-J2细胞后不同时间点和不同接毒剂量的复制情况,结果显示,SADS-CoV感染细胞后2 h病毒含量较低,在12~36 h病毒含量迅速增长,36 h后增长速度减缓且病毒含量维持在较高水平。分别用0、0.1、1 MOI SADS-CoV感染细胞结果显示病毒的mRAN转录水平呈现剂量依赖性增加,当MOI为1时,IPI-2I和IPEC-J2细胞病毒含量分别为10^(6.7)、10^(5.3)拷贝·mL^(-1)。进一步利用所建立的方法对经口服攻毒SADS-CoV仔猪的临床样本进行检测,结果发现病毒在空肠回肠含量较高,表明病毒主要定殖于空肠和回肠。综上表明,本研究建立SYBR Green荧光定量PCR检测方法能灵敏特异地检测SADS-CoV,为SADS-CoV的诊断和病毒相关基础研究提供可靠的检测手段。

猪急性腹泻综合征冠状病毒RT-LAMP快速检测方法的建立与应用

为建立简捷、灵敏的猪急性腹泻综合征冠状病毒(SADS-CoV)检测方法,本研究针对SADS-CoV N基因片段保守区域设计特异性的反转录环介导等温扩增(RT-LAMP)引物,经条件优化后显示建立的SADS-CoV RTLAMP检测方法最佳反应条件为64℃,50 min,初步建立SADS-CoV的RT-LAMP快速检测方法。利用该方法检测SADS-CoV、猪流行性腹泻性病毒(PEDV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)、猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)、猪轮状病毒(PoRV)和猪肠道病毒9型(PEV9),评估其特异性,结果显示除SADS-CoV外,该方法与其它病原无交叉反应,特异性较强;将病毒RNA 10倍倍比稀释后作为模板,利用该RT-LAMP与普通RT-PCR同时检测,结果显示,RTLAMP方法比普通RT-PCR方法的敏感性高103倍,敏感性较高。以同一批次或不同批次的SADS-CoV核酸为模板进行RT-LAMP试验,结果显示RT-LAMP批内批间均可稳定的检出阳性样本,表明该方法具有良好的重复性和稳定性。对经口服感染SADS-CoV和未感染仔猪的临床样本进行检测,结果显示RT-LAMP与普通RT-PCR检测结果高度一致。本实验首次建立的SADS-CoV可视化RT-LAMP检测方法具有特异性强、敏感性高,操作简便、快速和高通量检测的优点,为临床SADS-CoV感染的快速诊断和综合防控提供检测手段。

猪氨基肽酶N不是猪德尔塔冠状病毒入侵宿主细胞的受体

猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)是一种新出现的冠状病毒,能够引起猪只发生呕吐和水样腹泻,临床症状与猪流行性腹泻(PED)和猪传染性胃肠炎(TGE)相似。相关研究表明猪氨基肽酶N(pAPN)是PED病毒(PEDV)和TGE病毒(TGEV)入侵宿主细胞的功能性受体。为研究pAPN是否是PDCoV入侵宿主细胞的受体,本研究以TGEV为指示病毒,通过BHK-pAPN细胞感染试验、pAPNRNA干扰试验、ST细胞过表达pAPN试验、可溶性pAPN阻断试验,发现BHK-pAPN细胞是PDCoV非易感细胞,在易感细胞ST上沉默和过表达pAPN对PDCoV的增殖并无影响,可溶性pAPN不能阻止PDCoV感染ST细胞。这些研究结果表明pAPN不是PDCoV入侵宿主细胞的受体,而且对PDCoV的增殖无影响。

猪德尔塔冠状病毒S蛋白单克隆抗体的制备与鉴定

为制备猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)S蛋白的单克隆抗体,本研究首先优化、合成了PDCoV NH株的S基因,利用PCR方法从中扩增S基因片段,克隆至pAAV-IRES-hrGFP真核表达载体,构建真核表达质粒pAAV-NH-S-Flag,转染至HEK293T细胞中进行表达。采用EZview Red ANTI-FLAG M2亲和凝胶蛋白纯化试剂盒进行纯化重组蛋白。将纯化后的重组蛋白免疫BALB/c小鼠,取小鼠脾脏B淋巴细胞与SP2/0骨髓瘤细胞融合,采用间接ELISA方法筛选阳性杂交瘤细胞株,利用Western blot和IFA鉴定单克隆抗体的特异性。结果显示:筛选获得两株稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞株17C7和23F3,单克隆抗体的亚型均为IgM,腹水效价均为1∶6400;两株单克隆抗体都与S蛋白有良好的反应性,且能够与PDCoV发生特异性反应,而与其他常见的猪腹泻冠状病毒不发生反应。本研究为PDCoV诊断及病毒入侵、感染机制的研究奠定了基础。

猪德尔塔冠状病毒BJ株的分离鉴定与致病性分析

猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)是一种新出现的猪冠状病毒。本研究将北京某猪场PDCoV阳性仔猪腹泻样品无菌处理后接种猪睾丸(ST)细胞并连续传代培养,通过电镜、间接免疫荧光和基因序列测定对病毒培养物进行鉴定。结果表明分离到一株PDCoV,并将其命名为BJ株。基于全基因组序列的系统发育树分析结果表明BJ株与我国PDCoV参考株的亲源关系较近。利用105 TCID50/mL的病毒液2 mL口服接种3日龄仔猪并观察临床症状,结果显示BJ株能够引起3日龄仔猪发病,出现典型的腹泻症状。此外,病理组织学结果表明感染仔猪的小肠绒毛损伤,免疫组化结果表明在感染仔猪的小肠组织中检测到PDCoV抗原。本研究证实了PDCoV BJ株具有致病力,丰富了与PDCoV相关的流行病学、致病性和分子进化的信息。

NLRP1炎性小体的激活机制

核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白1(NLRP1)是NOD样受体(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors,NLRs)家族的成员,是人们发现的第一个能形成炎性小体的蛋白。NLRP1的激活可引起半胱氨酸蛋白酶-1前体(pro-caspase-1)的活化并进一步促进炎性因子的成熟和释放,在天然免疫中发挥着重要作用。NLRP1的结构在不同种属间存在差异,目前能引起NLRP1激活的机制,主要包括通过蛋白酶体途径降解并激活NLRP1、通过抑制DPP9激活NLRP1以及弓形虫和部分代谢抑制剂激活NLRP1等。某些病毒蛋白或RNA也能够激活NLRP1,其具体激活机制以及NLRP1在抗病毒感染中发挥的作用尚未明确,还有待于进一步研究。

NPM1 K263 SUMO化位点在PEDV N蛋白与NPM1共定位中的作用

为阐明细胞核仁蛋白NPM1与猪流行性腹泻病毒(PEDV)核衣壳蛋白(N蛋白)共定位的关键位点。本实验通过设计突变引物,利用重叠延伸PCR方法对NPM1氨基酸位点T199、K230和K263进行定点突变,分别将其克隆至真核表达载体pDsRed2-N1中,获得重组质粒pDsRed2-NPM1(T199A)、pDsRed2-NPM1(K230R)、pDsRed2-NPM1(K263R)。随后分别将pDsRed2-NPM1(WT)、pDsRed2-NPM1(T199A)、pDsRed2-NPM1(K230R)、pDsRed2-NPM1(K263R)与重组质粒pAcGFP-N共转染VeroE6细胞。共聚焦结果显示NPM1(T199A)、NPM1(K230R)、野生型NPM1均与N蛋白共定位于细胞的核仁中。虽然NPM1(K263R)与N蛋白具有共定位现象,但两者共定位于细胞核中。该实验结果为进一步研究核仁蛋白NPM1参与PEDV复制的分子机制奠定了基础。