应用G3BP1稳转细胞系监测应激状态下的应激颗粒形成

哺乳动物细胞受到应激刺激后，会在细胞中形成致密的颗粒状结构，该结构被称为应激颗粒（stress granules，SG），其中G3BP1是应激颗粒重要的组成成分和标志蛋白。为了动态监测SG的形成情况，构建稳定表达GFP-G3BP1蛋白的HeLa细胞系。首先，扩增G3BP1基因，并将其克隆到慢病毒载体中，从而获得重组质粒Lenti-GFP-G3BP1，利用三质粒慢病毒包装系统包装为表达GFP-G3BP1蛋白的慢病毒颗粒，并感染HeLa细胞，通过嘌呤霉素初步筛选阳性细胞，随后，采用有限稀释法筛选出稳定表达GFP-G3BP1蛋白的HeLa单克隆细胞系，并采用Western blot和直接免疫荧光方法检测细胞系中GFP-G3BP1蛋白的表达及功能。结果发现，在荧光显微镜下可以观察到明显的G3BP1细胞质特异性荧光，Western blot结果显示GFP-G3BP1特异性条带，说明稳定表达GFP-G3BP1的HeLa细胞系构建成功。最后，作者利用亚砷酸钠/热休克/新城疫病毒处理细胞系后对GFP-G3BP1表达形态进行动态监测，证实了细胞受到刺激后，SG逐渐积累的过程。该细胞和相关动态监测方法为后续SG和新城疫病毒的相关研究奠定了基础。     

猪流行性腹泻病毒通过Caspase-8抑制应激颗粒的分子机制研究

正G3BP1蛋白作为应激颗粒(Stress granules,SGs)的核心蛋白在SGs组装过程中发挥重要作用。G3BP1蛋白的全称是Ras-GTPase激活蛋白SH3结构域结合蛋白1,因其与RasGAP的SH3结构域结合而得名。有些病毒利用自身3C蛋白酶或类3C蛋白酶剪切G3BP1从而降解SGs。例如,小RNA病毒科病毒在325位谷氨酰胺(Q325)或285位谷氨酸(E285)剪切G3BP1;杯状病毒科病毒在405位谷氨酸(E405)剪切G3BP1。虽然猪流行性腹泻病毒(PEDV)编码类3C蛋白酶,但PEDV是否剪切G3BP1蛋白,如何调控SGs尚不清楚。     

科技

<正>上海兽医所发现新城疫病毒调控宿主蛋白翻译新机制近日,上海兽医研究所水禽病毒病创新团队发现,新城疫病毒(NDV)感染宿主细胞能够通过PKR/e IF2α通路诱导经典应激颗粒(bona fide SG)在细胞质中聚集,SG通过调控宿主细胞蛋白翻译促进病毒复制。SG是细胞应对外界应激产生的致密的颗粒状结构,目     

HeLa细胞中泛素蛋白酶体系统对新城疫病毒复制的影响

本文主要对细胞的泛素-蛋白酶体系统是否参与新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)的复制过程进行了研究。用NDV感染HeLa细胞,对细胞样品进行Western blot实验,并检测细胞26S蛋白酶体的三种蛋白水解活性变化。同时使用多种泛素-蛋白酶体系统相关的抑制剂处理细胞并做NDV感染,测定细胞上清中病毒TCID50值,比较药物处理与DMSO处理对病毒增殖的影响。结果表明,HeLa细胞在感染NDV后,细胞内泛素化蛋白水平降低,而26S蛋白酶体的三种蛋白水解活性都显著升高;使用泛素-蛋白酶体系统抑制剂后NDV的增殖受到了明显的抑制,证明NDV在HeLa细胞内的增殖与细胞自身的泛素-蛋白酶体系统关系密切。     

稳定表达RKIP对新城疫病毒复制的影响

为了研究Raf激酶抑制蛋白（RKIP）对新城疫病毒（NDV）复制的影响,从鸡胚成纤维细胞中提取总RNA,采用RT-PCR方法扩增RKIP基因,将其克隆入真核表达载体pEGFP-N1中,经PCR、双酶切和测序鉴定,采用Fu-GENEHD法将阳性质粒转染Vero细胞,经G418筛选,有限稀释法获取单克隆细胞株,Western-blotting检测RKIP的表达。利用Real-time PCR测定病毒感染细胞后培养上清的病毒量。结果表明：成功构建鸡RKIP真核表达质粒;转染Vero细胞后经克隆化培养获得稳定表达鸡RKIP的细胞株Vero-RKIP;感染初期,NDV在Vero-RKIP上表现出了更强的复制能力。     

猪宿主蛋白G3BP1对猪圆环病毒2型在PK15细胞上复制的影响

猪宿主蛋白G3BP1在宿主抵抗病毒感染过程中起着重要作用,然而还未有相关报道G3BP1与猪圆环病毒2型(PCV2)感染过程中的联系。本文构建了G3BP1真核表达载体和干扰RNA,实现在PK15细胞上G3BP1的过表达及敲低。结果发现,PCV2感染细胞24 h后病毒复制出现显著差异,感染48 h相比于感染24 h病毒复制差异更显著,表明G3BP1能显著促进PCV2复制。过表达或敲低G3BP1后,用干扰素刺激DNA(ISD)刺激12 h,G3BP1能促进ISD诱导IFN-βmRNA的表达;感染PCV212 h后,G3BP1也能正调控IFN-βmRNA的转录。本文揭示了宿主蛋白G3BP1显著促进PCV2的复制,很可能是通过上调IFN-β表达引起的。     

M蛋白携带TC标签的重组新城疫病毒的构建及生物学特性鉴定

基质蛋白(M)是新城疫病毒(NDV)重要的结构蛋白。为监测NDV感染后M蛋白在细胞中的动态分布,本研究利用反向遗传操作技术,在NDV La Sota株全长c DNA中M基因编码区的C端插入由18个核苷酸编码的TC (Tetracysteine)标签,转染细胞经筛选获得携带TC标签的重组病毒La Sota-M-CTC。生长曲线测定结果显示,La Sota-M-CTC能够在鸡胚中有效复制,其生长曲线与亲本病毒La Sota相似。通过接种鸡胚测定鸡胚平均死亡时间检测La Sota-M-CTC的毒力。结果显示,La Sota-M-CTC的毒力与La Sota基本一致。此外,TC标签能够在重组病毒中稳定存在。将La Sota-M-CTC感染的细胞用双砷绿色染料FlAsH-EDT2染色后经激光共聚焦检测M蛋白在细胞中的分布。结果显示,在La Sota-M-CTC感染细胞后1 h～2 h时,M蛋白主要分布于细胞质中,而在病毒感染4 h后M蛋白进入细胞核中,并持续存在至病毒感染后的12 h。本研究为监测M蛋白在NDV感染过程中的动态分布以及阐明M蛋白在NDV感染中的作用机制提供了实验依据。     

应激颗粒和抗病毒先天性免疫

病毒感染哺乳动物细胞过程中,病毒复制产生的基因组或病毒蛋白激活先天性免疫信号通路后,产生干扰素的同时诱导干扰素下游基因表达,促进细胞的抗病毒反应。与此同时,病毒感染宿主细胞还能引起胞质颗粒的聚集,其成份大多为核糖核蛋白,RNA结合蛋白、翻译起始因子等,这个聚集区域被称之为应激颗粒(stress granules,SG)。先天性免疫通路和SG都是宿主细胞对病毒感染的一种抵抗性反应,而与之相对,一些病毒却通过抑制SG和先天性免疫通路的形成来促进自身复制。由于SG中包含RNA结合蛋白以及一系列病毒或宿主的RNA,而先天性免疫中识别病毒RNA的模式识别分子也能特异性结合病毒RNA,那SG如何协同先天性免疫在宿主抗病毒中发挥一定的作用,本文就SG在病毒感染诱导的先天性免疫中的作用进行简要综述。     

不同NDV株V蛋白多克隆抗体的制备和初步应用

新城疫病毒(NDV)的V蛋白是一种干扰素拮抗蛋白,该蛋白表达量的差异对NDV细胞嗜性的影响是目前的热点问题.为制备NDV V蛋白多克隆抗体,本研究以Class Ⅰ NDV 9a5b株和Class Ⅱ NDV ZJl P基因为模板扩增V蛋白PNT结构域和V蛋白半胱氨酸富集区(CTD)结构域,分别克隆至pET-28a(+)载体和pCold TF载体中,获得表达V蛋白或其CTD结构域的重组表达质粒.将重组质粒转化大肠杆菌诱导表达;纯化重组蛋白,并分别免疫小鼠,制备针对Class Ⅰ和ClassⅡNDV V蛋白的多克隆抗体.利用该多克隆抗体,western blot检测NDV 9a5b、La Sota、ZJ1、Herts/33株感染HeLa和DF1细胞后V蛋白的表达量变化.结果显示制备的多克隆抗体可以用于NDV V蛋白的检测,V蛋白在易感宿主禽源细胞中的表达量明显高于哺乳动物细胞.研究表明NDVV蛋白的表达水平与宿主细胞的种属差异相关.     

应用CRISPR/Cas9敲除HeLa细胞DDX21基因对新城疫病毒复制的影响

解旋酶家族是一类对所有生物都至关重要的酶,主要功能是基因解旋,DEAD/H-box家族RNA解旋酶是一类重要的解旋酶。DEAD-box RNA解旋酶DDX21被证实可能调控宿主细胞先天性免疫。新城疫病毒(NDV)是一种对养禽业危害严重的病原,NDV能够通过多种手段调控宿主先天性免疫,为了探讨DDX21如何调控NDV复制,本研究应用CRISPR/Cas9系统建立DDX21基因敲除的HeLa细胞系,并验证其对NDV复制的影响。针对DDX21基因共设计6条sgRNA,构建敲除载体并电转染细胞,通过药物筛选、亚克隆筛选后,以PCR和Western blot进行敲除效率的双重鉴定,并比较野生型和DDX21敲除细胞中NDV的复制效率。结果显示,由于DDX21对细胞生长至关重要,因此仅获得一株DDX21杂合子敲除细胞,Western blot结果显示DDX21表达量被显著抑制,NDV对在敲除细胞上的复制滴度明显低于野生型细胞,说明DDX21发挥正调控NDV复制的作用,本试验为DDX21调控抗病毒先天性免疫研究奠定了基础。     

鸡源AID基因的克隆及其抗新城疫病毒作用

APOBEC家族成员中AID蛋白具有DNA/RNA编辑酶功能,同时具有抑制病毒增殖的作用,但具体机制尚不明了。本研究首先根据NCBI公布的鸡全基因组序列进行生物信息学分析,预测鸡AID的基因序列并通过设计PCR引物,成功在鸡法氏囊cDNA样品中扩增出鸡AID基因(chAID)。通过建立并优化chAID的实时定量RT-PCR(rRT-PCR)检测方法,对鸡体内AID基因的表达以及其分布情况进行检测;同时通过Western blot试验对chAID蛋白在鸡细胞中的表达进行检测。试验显示,chAID基因能够在鸡细胞以及组织脏器中正常表达。新城疫病毒(NDV)感染鸡原代成纤维细胞、淋巴细胞后能够引起内源性chAID基因水平的上调;SPF鸡感染NDV后,chAID基因在不同组织脏器中均出现上调现象,以免疫器官最为显著。为了进一步验证chAID基因对NDV增殖的影响,进一步检测在细胞中过表达chAID基因对NDV增殖的影响。研究结果表明:重组chAID蛋白具有抗NDV病毒活性,本研究为进一步研究鸡chAID奠定了基础。     

利用RNAi技术靶向新城疫病毒P基因抑制其在鸡胚成纤维细胞上的复制

构建了针对新城疫病毒NDV NA-1株P基因的RNAi质粒;转染质粒36 h后接种NDV,通过对病毒滴度测定、实时荧光定量PCR和细胞病变结果分析,表明其能抑制NDV在CEF中的复制和增殖.本试验为进一步研究NDV复制机理和抗病毒治疗提供了技术基础.     

3种中药成分组方体外抗新城疫病毒作用研究

在已知的3种具有较强抗新城疫病毒(NDV)作用的中药成分组方的基础上,利用细胞病变观察与MTT比色相结合的方法,研究这3种组方对NDV吸附DF1细胞及其增殖、释放过程的影响。结果显示:在吸附阻断试验中,3种组方均能阻碍病毒吸附细胞或阻断已吸附上细胞的病毒进入细胞,说明组方浓度、组方加入方式和病毒吸附时间均能够影响病毒对细胞的感染;在复制抑制和病毒释放阻断试验中,测定的试验组OD570值显著高于相应的病毒对照组,说明3种组方均能够抑制病毒的增殖和阻碍病毒的释放。结果表明,3种组方能够阻断NDV吸附细胞和/或干扰病毒的增殖和释放而表现抗病毒作用。     

DC-SIGN真核表达载体的构建及其稳定转染HeLa细胞系的建立

为研究新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)与树突状细胞特异性粘附分子-3-结合非整合素分子(dendritic cell specific intercellular adhesion molecule-3-grabbing non-integrin,DC-SIGN)的相互作用对NDV感染树突状细胞(dendritic cell,DC)的影响,本研究拟构建能够稳定表达DC-SIGN蛋白的细胞系,为研究DC-SIGN蛋白与病毒蛋白互作提供基础。以小鼠DCs提取的c DNA为模板,通过PCR方法获得DC-SIGN基因,连入真核表达载体,并命名为pcDNA-DCSIGN,利用LipofectamineTM 2000转染HeLa细胞,G418进行药物压力筛选,经RT-PCR和Western blot鉴定,获得了一株可以高效表达DC-SIGN蛋白的HeLa细胞,且经过多次传代后仍然可以稳定表达DC-SIGN,说明该细胞系构建成功。     

核因子I/A(NFIA)依赖其N末端的DNA结合结构域抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)复制

猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)严重危害世界养猪业,目前仍无有效防控策略,因此探究宿主内源性蛋白拮抗PRRSV的分子机理意义重大。前期试验发现核因子I/A(nuclear factor I/A,NFIA)可以有效抑制PRRSV复制,故本试验以非洲绿猴胚胎肾细胞Marc-145细胞为模型,对NFIA抑制PRRSV复制的分子机理进行了深入探究。首先,构建NFIA的N末端DNA结合结构域缺失质粒pcDNA3.1-Flag-ΔN和C末端转录激活结构域缺失质粒pcDNA3.1-Flag-ΔC并分别转染Marc-145细胞,24 h后感染PRRSV,48 h后用qRT-PCR和Western blot的试验方法分别检测病毒N蛋白的RNA和蛋白表达水平。结果显示ΔC仍能有效降低PRRSV的RNA水平和N蛋白水平,但ΔN则不再能降低PRRSV的RNA水平和N蛋白水平,这表明NFIA的N末端结构域是抑制病毒的关键。其次,对NFIA全长质粒pcDNA3.1-Flag-WT进行N末端结构域内不同功能位点的双碱基突变,分别破坏掉NFIA的促腺病毒复制功能(Mut1,YR86～87WL)、DNA结合功能(Mut2,LR119～120VD)和二聚化功能(Mut3,LF135～136VD),将突变质粒分别转染Marc-145细胞,24 h后感染PRRSV,48 h后通过qRT-PCR和Western blot检测发现,Mut2和Mut3不再能降低PRRSV的RNA水平和N蛋白水平,说明N端结构域的DNA结合功能位点和二聚化功能位点是NFIA抑制PRRSV复制的关键。结果表明,核因子I/A(NFIA)主要依赖其DNA结合结构域的二聚化与DNA结合功能来抑制PRRSV复制。     

神经氨酸酶基因联合抗黏液病毒基因的抗病毒作用

拟构建神经氨酸酶(NA)基因和抗黏液病毒(Mx)基因双基因真核共表达载体,并检测基因表达以及转染鸡成纤维(CEF)细胞后的抗病毒效果。克隆了NA基因和突变型Mx基因的cDNA;分别定向插入真核细胞双顺反子载体pVITRO2中,酶切和测序鉴定双基因共表达载体pVITRO2-Mx-NA的正确性。用pVITRO2-Mx-NA转染NIH-3T3细胞,通过RT-PCR和间接免疫荧光(IFA)方法检测目的基因的表达。随后用pVITRO2-Mx-NA转染CEF细胞,利用RT-PCR及微量细胞病变抑制法测定重组蛋白抗新城疫病毒(NDV)的效果。结果:酶切和测序分析表明成功构建了双基因真核共表达载体pVITRO2-Mx-NA,在转染后的NIH-3T3和CEF细胞中同时检测到了NA和Mx基因的表达。联合基因表达的重组蛋白可保护CEF细胞在孵育的72h内免受NDV的感染,而转染了突变型Mx或者NA单基因真核表达载体的CEF细胞在孵育的48h内亦未受到NDV的侵染;与单基因转染组相比,联合基因转染组明显延迟NDV感染CEF细胞的时间,差异显著(P<0.05)。构建的双基因真核表达载体pVITRO2-Mx-NA转染CEF细胞后,其表达的重组蛋白Mx-NA在细胞水平上具有协同延缓NDV感染的能力,且优于单个基因。     

新城疫病毒复制对其溶瘤作用影响的初步分析

本研究旨在明确新城疫病毒(NDV)溶瘤作用是否依赖其复制水平,并改进NDV溶瘤机制研究模型。以NDV疫苗株LaSota感染人肿瘤细胞系HCT116、A549和人非肿瘤细胞系HEK293T为研究模型;RT-qPCR检测NDV在各细胞系的基因组复制水平;Western blot检测NDV在各细胞系的蛋白表达水平;利用流式细胞术检测NDV感染对各细胞系的细胞周期和细胞凋亡的影响。结果表明,NDV在三个细胞系内的基因组复制水平和蛋白表达水平没有显著差异,但对三个细胞系的溶瘤作用存在明显差异;进一步流式细胞术检测发现,NDV感染能诱发HEK293T和HCT116的细胞周期发生G1期停滞,但对A549的细胞周期没有明显影响;此外,NDV感染24 h后,A549细胞以早期凋亡为主,而HCT116细胞以坏死/晚期细胞凋亡为主。NDV的溶瘤作用并不依赖于其复制水平,而且NDV对不同类型肿瘤细胞的溶瘤作用存在不同机制。     

新城疫病毒基质蛋白第23位苯丙氨酸对病毒复制与细胞致病性的作用

副黏病毒科的副流感病毒5型(Parainfluenza virus5,SV5)和腮腺炎病毒(Mumps virus,MuV)的基质蛋白(Matrix protein,M)都编码FPIV-like晚期结构域(Late-domain,L-domain),L-domain中的苯丙氨酸(Phenylalanine,F)对病毒出芽与复制有很重要的作用。新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)M蛋白也包含潜在的L-domain23FPIV26,但23F对NDV的出芽及复制的作用尚不明确。本试验应用反向遗传学技术,以NDV ZJ1株为母本病毒,拯救一株M蛋白F23A突变的重组病毒ZJ1F23A,并在DF1细胞上对ZJ1F23A的复制性能和细胞致病性进行评价。结果显示,ZJ1F23A在DF1上的复制水平显著低于母本病毒ZJ1,ZJ1F23A对DF1的致病性比ZJ1弱。试验结果说明NDV M蛋白23F对病毒复制及病毒的细胞致病性具有重要作用。     

表达鸡传染性支气管炎病毒S基因的重组新城疫病毒构建

为构建以新城疫病毒(NDV)为活毒载体表达鸡传染性支气管炎病毒(IBV)S基因的重组病毒,本研究利用RT-PCR技术,以IBV的Massachusetts41株RNA为模板,通过RT-PCR扩增得到IBV S基因(3534bp),将其插入到NDV感染性克隆pBRN-FL中,构建了含有IBV S基因的重组NDV cDNA克隆pBRN-FL-IBVS。利用磷酸钙转染法,在辅助质粒pBS-NP、pBS-P和pBS-L的共同作用下,将pBRN-FL-IBVS转染表达T7聚合酶重组痘病毒感染的BSR细胞,救获重组NDV(rL-IBVS)。采用RT-PCR检测接种重组病毒的鸡胚尿囊液,结果表明rL-IBVS中含有相应外源基因。IFA试验表明,rL-IBVS可与鸡抗IBV的高免血清发生特异性反应,证明S蛋白在感染的BSR细胞中得到表达。其鸡胚平均致死时间、脑内致病指数和静脉内致病指数等指标显示rL-IBVS保持了亲本疫苗株高滴度的鸡胚生长特性和低致病力特性。本研究采用反向遗传操作技术构建了表达IBV S蛋白的重组NDV,为进一步研制IBV和NDV的重组基因工程活载体疫苗奠定了基础。     

狂犬病病毒糖蛋白跨膜区和膜内区的替换对其生物学特性的影响

为研究表达狂犬病病毒(RV)糖蛋白(G)重组新城疫病毒(r L-RVG)中RV G跨膜区(TM)及膜内区(CT)对RV G蛋白表达、病毒蚀斑的形成以及免疫原性的影响,本研究采用新城疫病毒(NDV)融合蛋白(F)的TM和CT替换G蛋白的相应部分,构建出表达RV嵌合G蛋白(RVGTC)的重组NDV(r L-RVGTC)。激光共聚焦和western blot检测结果显示,r L-RVG和r L-RVGTC在BHK-21细胞中RVG表达量无显著差异;而且r L-RVG与r L-RVGTC在鸡胚中的病毒增殖滴度也无显著差异。但间接免疫荧光结果表明,r L-RVGTC在BHK-21细胞中丧失RV或r L-RVG形成病毒蚀斑的能力。并且以5×107半数鸡胚感染量(EID50)的r L-RVG和r L-RVGTC分别免疫小鼠后,r L-RVGTC诱导产生的RV中和抗体的滴度显著低于r L-RVG诱导的滴度。本实验结果显示TM和CT对RV G的病毒蚀斑形成及其免疫原性是必不可少的。