PCV2人工感染对猪肺泡巨噬细胞干扰素信号通路的调控研究

通过建立PCV2亚临床感染模型,探究感染仔猪肺泡巨噬细胞中干扰素的变化及其调控,为PCV2复制和发病机制研究提供补充。30日龄猪圆环病毒2型(PCV2)和猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)抗原和抗体均为阴性的仔猪15头,随机分成PCV2阴性对照0d组、PCV2感染14d组和PCV2感染28d组。感染后荧光定量PCR方法检测肺泡巨噬细胞中干扰素、模式识别受体和模式识别受体接头分子mRNA水平。结果显示,IFN-β和IFN-γmRNA转录水平在14和28d均显著高于对照组(P0.05);模式识别受体RIG-1、MDA-5、TLR4和TLR9mRNA转录水平在14和28d显著升高(P0.05);DAI mRNA转录水平在14d显著升高(P0.05),但28d迅速下降;TLR3、TLR7和TLR8mRNA转录水平无明显变化。接头分子MAVS、MyD88、IRF3和IRF7mRNA转录水平在14和28d均显著高于对照组(P0.05)。以上结果表明,PCV2亚临床感染仔猪后导致肺泡巨噬细胞内IFN-β和IFN-γ的表达量上调,其上调和PCV2激活的TLR4/TLR9/MyD88和RIG-1/MDA-5/DAI/MAVS/IRF3信号通路有关。     

猪肾细胞源三种蛋白质对猪圆环病毒2型复制的调节作用

为了验证猪肾细胞系(PK-15)源3种蛋白质基因(AP2α2、Elf4和ISCU)表达水平对猪圆环病毒2型(PCV2)复制的调节作用,采用RT-PCR扩增这3种蛋白质编码基因,构建真核表达载体;同时设计这3种蛋白质的RNAi片段,分别插入到pGPU6-GFP载体构建shRNA干扰载体。以荧光定量PCR法检测干扰效率,选取干扰效率较高的干扰载体,利用G418筛选转染真核表达载体或干扰载体后的PK-15细胞。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)和免疫过氧化物酶单层细胞试验(IPMA)法检测PCV2LG毒株在这些细胞中的复制效率。结果表明,Elf4蛋白和ISCU蛋白基因过表达能够显著增强PCV2的复制;而AP2α2蛋白基因过表达对PCV2的复制无显著影响。AP2α2、ISCU和Elf4这3种蛋白质基因被干扰表达后均可降低PCV2复制效率,表明这3种宿主细胞蛋白质对该病毒复制具有调节作用。     

H5N1亚型禽流感病毒和新城疫病毒感染鸡胚成纤维细胞IFN-β基因的动态表达

根据鸡β-干扰素(ChIFN-β)基因保守序列设计引物建立了检测鸡IFN-βmRNA表达水平的荧光定量RT-PCR(RRT-PCR)方法,并对H5N1亚型禽流感病毒(AIV)和新城疫病毒强毒株(vNDV)感染后3、6、12、24、30 h的鸡胚成纤维细胞(CEF)中IFN-βmRNA表达水平进行了检测。结果显示,建立的RRT-PCR特异性好,对鸡IFN-βmRNA的扩增效率为94.18%,线性范围为10-8~10-3,相关系数为0.992,最低能检出48拷贝/反应。AIV在感染CEF后6、12 h显著抑制IFN-βmRNA的表达,24 h开始诱导IFN-βmRNA表达,30 h时IFN-βmRNA水平显著升高;vNDV在感染CEF后的24 h内显著抑制IFN-βmRNA的表达,30 h时则显著诱导IFN-βmRNA表达。本试验结果为进一步研究H5N1和NDV与机体的相互作用提供了有价值的信息。     

PCV2与PPV共感染猪外周血单个核细胞对其细胞凋亡相关因子表达水平的影响

为分析猪圆环病毒2型(PCV2)与猪细小病毒(PPV)体外共感染对猪外周血单个核细胞(PBMC)细胞凋亡相关因子mRNA转录水平的影响,探讨PCV2和PPV共感染机制及宿主—病毒之间的作用关系,运用病毒滴度和相对荧光定量PCR技术,测定和分析PCV2和PPV感染PBMC后PCV2、PPV的病毒滴度含量及Bcl-2、FasL、p53、Caspase-8、PBR、TNF-α等的转录时相变化。结果表明:PCV2、PPV能够感染PBMC细胞,PCV2/PPV共感染中PCV2、PPV的含量分别在24h显著最高(P<0.001);PCV2、PPV单独感染和PCV2与PPV共感染PBMC后引起Bcl-2、FasL、p53、Caspase-8、PBR、TNF-αmRNA转录水平上升;在3h时PCV2/PPV共感染组PBR、P53mRNA转录水平显著高于PCV2、PPV单感染组(P<0.05),12h时PCV2/PPV共感染组FasLmRNA转录水平显著高于PCV2、PPV单感染组(P<0.05),24h时Bcl-2、Caspase-8mRNA转录水平显著高于PCV2、PPV单感染组(P<0.05),PCV2/PPV共感染组TNF-αmRNA转录水平显著高于PPV组(P<0.05),与PCV2组差异不显著。结论:PCV2与PPV共感染引起细胞凋亡相关因子mRNA转录水平上调,加速淋巴细胞凋亡,本试验为PCV2和PPV共感染机制研究提供了理论基础和试验依据。     

敲除RIG-I基因的PK-15细胞系的建立及RIG-I对猪圆环病毒2型感染的作用

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建敲除RIG-I基因的PK-15细胞,初步探究视黄酸诱导基因I(retinoic acid-inducible gene-I,RIG-I)对猪圆环病毒2型(Porcine circovirus type 2,PCV2)感染的作用。本研究根据CRISPR/Cas9靶点设计原则,设计了针对猪RIG-I基因的2条sg RNA,构建重组载体p UC19-RIG-I-sg RNA1和p UC19-RIG-I-sg RNA2,转染PK-15细胞,通过流式细胞仪分选单细胞、测序、Western blot检测RIG-I敲除情况。PCV2感染细胞后,通过荧光定量PCR分析RIG-I及其下游分子m RNA水平,IPMA方法及Taq Man定量PCR检测病毒增殖水平。结果显示,筛选出的1株RIG-I基因缺失37 bp的PK-15细胞,Western blot检测RIG-I蛋白不表达。PCV2感染正常PK-15细胞48 h和72 h后,RIG-I mRNA水平上调,表明PCV2可激活RIG-I。敲除RIG-I基因,可下调MAVS、STING、IRF3、IFN-β的m RNA水平,抑制PCV2在PK-15细胞中复制,初步表明RIG-I信号通路促进PCV2在PK-15细胞中复制。本研究为PCV2感染的天然免疫机制研究提供了良好的细胞模型。     

抑制伪狂犬病病毒复制的宿主蛋白的筛选与鉴定

本试验旨在利用TMT蛋白组学分析并筛选出抑制伪狂犬病病毒(pseudorabies virus, PRV)复制的关键宿主蛋白。前期通过TMT定量蛋白组学技术筛选出241个差异蛋白，Western blot和RT-qPCR验证4个差异表达的蛋白，结果与蛋白组学结果一致，表明蛋白组学结果真实可信。通过构建4个差异表达蛋白的真核表达载体，Western blot、RT-qPCR、病毒噬斑结果显示这4个宿主蛋白均可抑制PRV的复制；然后通过双荧光素报告基因检测IFN-β启动子活性，结果显示，MCCC1、STRAP促进IFN-β启动子活性效果更为显著；针对MCCC1和STRAP设计siRNA,Western blot和病毒噬斑结果显示，敲低STRAP显著促进PRV的复制。本试验最终筛选出显著影响PRV复制的宿主蛋白STRAP,为研究PRV与宿主互作的分子机制奠定基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒和猪圆环病毒2型共感染对外周血单个核细胞促炎细胞因子mRNA表达的影响

将猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）和猪圆环病毒2型（PCV2）单感染和共感染6周龄健康仔猪,采用Real-ti me PCR技术对外周血单个核细胞（PBMC）中IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α等促炎细胞因子的mRNA表达进行定量分析。结果表明,病毒感染后,PRRSV感染组、PCV2感染组IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA表达水平均上调,其中PRRSV感染组的IL-6、IL-8显著上调,PCV2感染组的IL-6、IL-8和TNF-α显著上调;PRRSV/PCV2共感染组仅有IL-8和TNF-α的mRNA表达水平上调且差异显著;并且,PRRSV/PCV2共感染组IL-1β、IL-6和IL-8的mRNA表达水平均低于单独感染组,仅TNF-α的mRNA表达水平显著高于单感染组。结果提示,TNF-α的过量表达可能在PRRSV和PCV2协同致病机制中扮演重要角色。     

猪圆环病毒2型感染对猪CD80和CD86 mRNA表达的影响

通过构建猪共刺激分子CD80和CD86的缺失cDNA竞争分子,用竞争PCR技术定量检测了猪圆环病毒2型(PCV2)感染后猪肺泡巨噬细胞(PAM)中CD80和CD86的mRNA水平,分析了PCV2感染对猪共刺激分子CD80和CD86的mRNA表达的影响.结果显示,PCV2感染后,PAM中CD80和CD86的mRNA水平变化趋势一致,只是CD86的升降幅度更大.在PCV2感染后3d,CD80与CD86的mRNA水平下降至最低,随后迅速上升,至14d达到高峰,尔后快速下降,21d及以后恢复正常.本研究结果表明,PCV2初期可明显抑制猪共刺激分子CD80和CD86的基因转录.     

ISG15蛋白促进猪源牛病毒性腹泻病毒2型对Ⅰ型IFN表达抑制的研究

为研究ISG15蛋白与猪源牛病毒性腹泻病毒2型(BVDV-2)相互作用关系,本研究通过RT-PCR扩增ISG15基因并克隆于真核表达载体p EC129中,转染于MDBK细胞,经G418筛选获得稳定表达ISG15蛋白的细胞系E53。将猪源BVDV-2分别感染E53细胞和MDBK细胞,收集不同时间点的细胞培养液并测定病毒的TCID50。结果显示ISG15蛋白对猪源BVDV-2复制具有明显抑制作用。利用荧光定量PCR检测猪源BVDV-2感染E53细胞内ISG15基因表达的变化,结果表明,病毒感染的E53细胞内ISG15基因的表达量明显高于对照组,表明猪源BVDV-2感染能够显著提高ISG15基因的表达。此外,利用荧光定量PCR检测经poly I:C处理后感染SH-28株的MDBK和E53细胞内IFN-α和IFN-β表达情况。结果表明MDBK细胞内IFN-α和IFN-β表达量分别下降约2.49倍和3.31倍,而在E53细胞中,IFN-α和IFN-β的表达量分别下降约6.29倍和9.71倍,表明过量表达ISG15蛋白能够促进猪源BVDV-2对Ⅰ型IFN的抑制作用。本实验为进一步研究猪源BVDV-2逃逸细胞先天免疫机制奠定了基础。     

ORF1 but not ORF2 dependent differences are important for in vitro replication of PCV2 in porcine alveolar macrophages singularly or coinfected with PRRSV

The objective of this study was to investigate cytokine expression and in vitro replication of porcine circovirus type 2 (PCV2) and porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) in pulmonary alveolar macrophages (PAMs) emphasizing PCV2 open-reading frame (ORF) origin (PCV2a or PCV2b) and PRRSV strain. Chimeric PCV2 viruses composed of different combinations of ORF1 and ORF2 of PCV2a or PCV2b (chimera PCV2a-2b and chimera PCV2b-2a) were constructed and five different PRRSV isolates were utilized: Type 1 (SD 01-08) or type 2 (NC16845b, VR-2332, MN-184, JA-142). PAMs were infected singularly or with combinations of PCV2b, PCV2a, chimera PCV2a-2b, and chimera PCV2b-2a, and one of the five PRRSV isolates. Real-time PCR was used to test PAMs (PCV2 mRNA) and supernatants (PRRSV RNA, PCV2 DNA, PCV2 mRNA) harvested at 24, 48, 72 and 96h post inoculation (hpi). Levels of IFN-γ, TNF-α and IL-10 were determined by quantitative ELISAs. PCV2 replication in PAMs was limited to groups inoculated with PCV2 strains containing ORF1 of PCV2a (PCV2a, chimera PCV2a-2b). Furthermore, in supernatants, PCV2 mRNA was only detected in groups coinfected with PRRSV regardless of strain at 48hpi supporting an enhancing effect of PRRSV on PCV2 infection. Changes in cytokine levels were minimal and associated with PRRSV strain for TNF-α. In summary, in vitro differences in PCV2 replication in PAMs inoculated with different PCV2-PRRSV combinations were independent of PCV2 ORF2 origin with minimal effects of concurrent PRRSV infection perhaps indicating that PCV2-specific changes in ORF1 may be more important than those in ORF2.     

干扰素刺激基因对羊口疮病毒在OFTu细胞中增殖的抑制效应

羊口疮病毒（ORFV）是重要的人兽共患病病原,不仅严重危害养羊业,而且威胁人类健康。干扰素刺激基因（stimulator of interferon genes,STING）作为细胞的DNA感受器,在机体天然免疫中起重要作用。为探索STING在ORFV感染中的作用及其对病毒复制的影响,本研究构建了ORFV感染羊胚胎鼻甲细胞（OFTu）的模型,分析了ORFV感染细胞后对STING及其相关基因的动态表达,探索了STING基因在干扰表达和过表达状态下对ORFV在细胞上增殖的影响。结果表明,ORFV感染OFTu细胞后,STING、cGAS、TBK1、IRF3、IRF7、IL-6、IFN-β、IL-1β和TNF-α的转录明显升高。OFTu细胞过表达STING可导致RIG-1、DDX41、IFI16、IRF3、IRF7、IL-6、TNF-α、IFN-α和IFN-β等基因转录上调。OFTu细胞在STING过表达状态下感染ORFV可介导TBK-1、IRF3、IFN-β和TNF-α的转录升高,抑制ORFV的复制;在STING表达干扰的状态下,ORFV感染OFTu细胞降低了TBK-1、IRF3、IFN-β和TNF-α的转录,增加了ORFV的复制。这表明STING蛋白能够增强抗病毒细胞因子的表达,抑制ORFV在OFTu细胞中的增殖,研究结果为深入理解STING在羊口疮病毒感染和复制中的作用提供了科学的理论依据,也为深入探索ORFV感染和致病的分子机制提供了基础数据。     

H5N1亚型禽流感病毒和新城疫病毒感染鸡胚成纤维细胞IFN-β基因的动态表达

根据鸡β-干扰素（ChIFN-β）基因保守序列设计引物建立了检测鸡IFN-β mRNA表达水平的荧光定量RT-PCR (RRT-PCR)方法,并对H5N1亚型禽流感病毒（AIV）和新城疫病毒强毒株（vNDV）感染后3、6、12、24、30 h的鸡胚成纤维细胞（CEF）中IFN-β mRNA表达水平进行了检测。结果显示,建立的RRT-PCR特异性好,对鸡IFN-β mRNA的扩增效率为94.18%,线性范围为10^-8～10^-3,相关系数为0.992,最低能检出48拷贝/反应。AIV在感染CEF后6、12 h显著抑制IFN-β mRNA的表达,24 h开始诱导IFN-β mRNA表达,30 h时IFN-β mRNA水平显著升高;vNDV在感染CEF后的24 h内显著抑制IFN-β mRNA的表达,30 h时则显著诱导 IFN-β mRNA表达。本试验结果为进一步研究H5N1和NDV与机体的相互作用提供了有价值的信息。      

Identification and functional analysis of the novel ORF6 protein of porcine circovirus type 2 <Emphasis Type="Italic">in vitro</Emphasis>

In the present study, the function of a novel ORF6 gene in the PCV2 genome was determined and functionally analyzed in vitro. ORF6 expression was demonstrated by indirect immunofluorescence in PCV2-infected cells. The antibody against ORF6 was detected in PCV2-infected pigs. The start codon of ORF6 was mutated and an infectious clone was used to create an ORF6-deficient mutant virus. Viral DNA replication curves and immunofluorescence analysis indicated that ORF6 is unnecessary for viral replication and ORF6 deletion reduces viral DNA replication in PK-15 cells. The activities of caspases 3 and 8 in ORF6-deficient virus-infected cells were significantly different from those in wild-type virus-infected cells. The ORF6 protein can increase the expression of IFN-β, TNF-α, IL-1b, IL-10, and IL-12p40. These results demonstrated that the newly discovered ORF6 protein may be involved in caspases regulation and the expression of multiple cytokines in PCV2-infected cells. The functions of this gene in viral pathogenesis remain to be further elucidated.     

PK-15细胞的ISG15基因敲除促进PRV的复制

本试验旨在研究干扰素刺激基因15（interferon-stimulated gene 15,ISG15）敲除对猪伪狂犬病病毒（PRV）复制的影响。通过CRISPR/Cas9技术构建猪ISG15基因敲除猪肾上皮（PK-15）细胞系,利用CCK-8试剂盒检测PK-15敲除ISG15基因对细胞活力的影响,采用间接免疫荧光技术检测PK-15以及PK15-ISG15^-/-细胞感染PRV的增殖差异,通过RT-qPCR检测PRV-EP0、PRV-gE、PRV-VP16和IFN-β的转录水平,Western blot检测PRV-gE和ISG15的蛋白表达水平,以及通过病毒噬斑检测对子代病毒感染力的影响。结果表明,sgRNA1和sgRNA2均成功敲除ISG15基因;CCK-8试剂盒检测细胞活力结果表明,敲除ISG15基因对PK-15细胞活力无影响;间接免疫荧光检测结果表明,PRV感染后,PK15-ISG15^-/-细胞中的荧光强度明显高于PK-15细胞;RT-qPCR和Western blot结果表明,敲除ISG15可以促进PRV的转录和蛋白表达;病毒噬斑试验进一步显示,敲除ISG15可以促进PRV的复制。另外,RT-qPCR结果显示,敲除ISG15可以抑制PRV感染引起的IFN-β转录上调。本研究成功构建了PK15-ISG15^-/-细胞系,并通过PRV感染试验证实ISG15基因可以抑制PRV在PK-15细胞中的增殖,并推测这种抑制作用可能与IFN通路有关。     

牛病毒性腹泻病毒感染牛外周血单核细胞对IFN-α、β、γmRNA转录的影响

为了解牛病毒性腹泻病毒（BVDV）感染对干扰素（IFN）mRNA转录时相的影响,探讨宿主-病毒之间的相互关系,用非致细胞病变（noncytopathic,NCP）和致细胞病变（cytopathic,CP）型BVDV感染临床健康BVDV检测阴性的荷斯坦奶牛外周血单核细胞（PBMC）,利用实时荧光定量PCR技术对感染后IFN-α、β、γmRNA转录水平的变化进行定量分析。结果表明,CP型和NCP型BVDV感染PBMC后,Ⅰ型IFN（IFN-α、β）均呈现出不同程度的转录水平上调,且差异极显著（P〈0.01）;只有IFN-α在CP型BVDV感染后4,12h（P〈0.5）出现转录下调。IFN-γ在整个感染过程中均呈现出不同程度的转录水平上调,且差异显著（P〈0.05）。这表明2种生物型BVDV感染可引起PBMC中IFN mRNA转录水平升高。     

稳定表达IL-10的PK-15细胞的构建及其在PCV2增殖中的应用

【目的】 研究白细胞介素-10（IL-10）对猪圆环病毒2型（Porcine circovirus type 2,PCV2）复制的影响,筛选PCV2高感染性细胞系和提高PCV2病毒滴度,为后续疫苗的研发及IL-10在PCV2感染中的作用研究提供参考。【方法】 利用PCR技术扩增猪IL-10基因,将目的基因与慢病毒表达载体（pCDH-CMV-MCS-EF1-GFP+Puro）进行连接,获得重组质粒pCDH-CMV-IL-10,将其与包装质粒psPAX2和pMD2.G共转染293T细胞进行慢病毒包装。用收集的慢病毒液感染PK-15细胞,经嘌呤霉素筛选后得到细胞株PK-15-IL-10,对照组细胞分别命名为PK-15-pCDH和PK-15。PCV2感染PK-15-IL-10、PK-15-pCDH和PK-15细胞株后,在24、48和72 h分别收集细胞液,利用CCK-8检测细胞活力。利用实时荧光定量PCR和Western blotting检测IL-10基因的表达水平和PCV2的复制情况;利用间接免疫荧光试验（IFA）观察PCV2在细胞中的复制情况及测定PCV2的病毒滴度（TCID₅₀）。【结果】 试验成功构建了重组质粒pCDH-CMV-IL-10,将其与包装质粒psPAX2和pMD2.G共转染293T细胞后,48 h时细胞状态最好,荧光最强。分别收集共转染48和72 h的慢病毒液上清感染PK-15细胞,pCDH-CMV-IL-10组的荧光最强,将其在嘌呤霉素浓度为2.5 μg/mL的完全培养基中继续培养,获得仍有绿色荧光的稳转细胞株。实时荧光定量PCR和Western blotting检测发现,IL-10基因在pCDH-IL-10细胞株中的表达量明显高于对照组PK-15-pCDH和PK-15,PCV2的拷贝数增加了4倍,复制能力增强,且将病毒稀释连续传3代后,PK-15-IL-10细胞中的PCV2极显著高于PK-15细胞（P<0.01）。细胞增殖试验表明,猪IL-10基因在细胞中过表达对细胞活力无明显影响;IFA结果表明,PK-15-IL-10细胞中的荧光比PK-15细胞更强,PCV2在PK-15-IL-10细胞中的TCID₅₀在感染后48 h极显著高于PK-15细胞（P<0.01）。【结论】 本研究成功构建了pCDH-CMV-IL-10的慢病毒表达载体,并利用其感染PK-15细胞,继续培养后筛选出过表达IL-10的PK-15-IL-10细胞株,用PCV2感染该细胞株能促进PCV2在PK-15细胞中的复制。本试验结果为后期疫苗研究提供了参考,为进一步研究IL-10对PCV2在PK-15细胞中复制的影响奠定了基础。