基于生物信息学探讨猪繁殖与呼吸综合征病毒感染特征及银花甘草汤防治机制

【目的】基于生物信息学分析猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)感染后的生物标志基因,并对银花甘草汤进行成分鉴定及网络药理学研究,探究银花甘草汤防治PRRSV的作用机制。【方法】通过高通量基因表达(GEO)数据库收集PRRSV感染不同组织或机体的转录组数据,利用GEO2R在线软件筛选差异表达基因,并通过STRING软件构建蛋白互作网络,使用CytoNAC软件筛选核心蛋白,利用GO功能与KEGG通路富集分析确定感染后核心蛋白信号通路及生物学功能变化;选用超高效液相色谱飞行时间串联质谱(UPLC-Q-TOF-MS)分析并鉴定银花甘草汤组成成分,结合SwissTargetPredication数据库进行活性成分筛选及作用靶点预测,进一步通过网络药理学预测银花甘草汤对PRRSV感染的防治机制。【结果】GEO数据库的5组基因芯片共鉴定出4 476个PRRSV感染后的差异表达基因,蛋白互作分析共筛选出164个核心蛋白。PRRSV感染后的主要基因特征变化为非常规核糖体蛋白S27a(RPS27A)、泛素A-52残基核糖体蛋白融合产物1(UBA52)和RPS家族,生物学功能变化为生物合成工艺和核糖体结构等...     

猪繁殖与呼吸综合征病毒感染猪肺泡巨噬细胞天然免疫信号通路相关分子变化分析

利用蛋白质组学的方法对猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)感染猪肺泡巨噬细胞(pulmonary macrophage,PAM)后的蛋白质动态变化进行探讨,为阐明病毒感染后引起的复杂免疫学反应及为该病的防控提供理论依据。通过Label-free LC-MS/MS方法定量鉴定PRRSV感染PAMs后差异表达细胞蛋白质。结果显示,共鉴定出430个显著差异表达蛋白质,其中包括171个上调表达蛋白质和259个下调表达蛋白质,这些蛋白质与细胞抗病毒天然免疫及抗原递呈等相关。值得关注的是,许多上调表达蛋白质都富集在与天然免疫相关的NF-κB、MAPK及RIG-Ⅰ等信号通路上,包括STAT1/2、OAS1/2、Mx1/2、ISG15/20、IFIT1/2/3/5等;下调蛋白质主要富集在MHCⅠ和MHCⅡ分子相关信号通路上。荧光定量PCR和Western blot结果证实,PRRSV感染导致了STAT1/2、OAS1/2、Mx1、CD14、ISG和IFIT等的转录或表达,这为进一步阐述PRRSV的感染机制奠定基础。     

氧化应激对PRRSV体外感染PAMs后诱导TLR3/NF-kB信号通路相关蛋白的影响

为探讨氧化应激对猪繁殖与呼吸征病毒(PRRSV)体外感染猪肺泡巨噬细胞(PAMs)后诱导TLR3/NF-kB信号转导中相关蛋白的影响,从PRRSV阴性的健康仔猪肺脏中分离和培养PAMs,随后分为正常对照组、PRRSV各试验组、NAC+PRRSV组以及H_2O_2+PRRSV组,于感染后6、12、24、48、72h收集细胞,Western blot检测各组不同时间段PAMs中TLR3、TRIF、TRAF6以及NF-kB蛋白表达水平的动态变化。结果显示,在PRRSV各试验组,TLR3、TRIF、TRAF6及NF-κB蛋白水平表达与正常对照组相比均升高(P0.05),而且其表达量与感染之间有时间相关性;在NAC+PRRSV组中,TLR3、TRIF、TRAF6及NF-κB的蛋白表达虽有升高,但表达量都比正常接毒组明显下降;在H_2O_2+PRRSV组中,TLR3、TRIF、TRAF6及NF-κB的蛋白表达比正常接毒组表达量明显升高(P0.05)。结果表明,抗氧化剂和促氧化剂可引起PAMs氧化应激状态的改变,从而导致PRRSV感染PAMs后TLR3/NF-κB信号传导通路的相关蛋白水平发生了变化。     

健康奶牛与临床型乳腺炎奶牛乳腺核蛋白组差异表达分析

亚细胞蛋白质组的优点在于对低丰度蛋白的研究,运用亚细胞蛋白质组学的研究策略,可以提高低丰度蛋白质在双向电泳中的检出数量.通过分析奶牛乳腺炎乳腺与正常乳腺核蛋白组差异表达情况,为奶牛乳腺炎发病机理研究寻找尽可能多的生物标记分子.经超速离心法分离细胞核,双向凝胶电泳分离蛋白,用PDQuest7.4软件分析寻找差异蛋白质斑点,高效液相色谱串联离子阱质谱鉴定蛋白质.从核蛋白组2-DE图谱中筛选出22个差异表达的蛋白质斑点,质谱鉴定出17个差异表达的蛋白质,2个蛋白质在乳腺炎发病过程中下调,7个上调,5个只在正常情况下表达,3个只表达在乳腺炎组织中,筛选出的差异表达蛋白质涉及细胞骨架构成、代谢调节及凋亡调控等许多方面.表明奶牛乳腺炎发生时乳腺组织核结构和代谢状态都发生了的变化.     

iTRAQ技术分析无乳链球菌牛源株与人源株差异表达蛋白

为了分析无乳链球菌牛源株ATCC13813与人源株A909差异蛋白质组,提取ATCC13813与A909全菌蛋白,iTRAQ技术标记后,进行液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)鉴定和定量,质谱数据通过Mascot 2.2和Proteome discoverer 1.4软件分析,并对差异蛋白进行GO功能注释和KEGG pathway通路分析。结果显示,共鉴定出差异表达蛋白350个(P0.05),与ATCC13813相比,在A909中上调表达蛋白174个(比值1.5),下调表达蛋白176个(比值0.667)。生物信息学分析预测这些蛋白主要涵盖28个生物学功能,14个通路。本研究为阐明不同宿主来源株无乳链球菌致病性差异奠定基础。     

基于TMT技术的香芹酚和丁香酚杀螨机制分析

为了探究香芹酚和丁香酚的杀螨机制,试验首先设置香芹酚组、丁香酚组和阴性对照组共3组,每组3个重复,香芹酚组、丁香酚组和阴性对照组分别用0.15%丁香酚、0.05%香芹酚和液体石蜡处理疥螨4 h后提取疥螨蛋白质,蛋白质经还原烷基化、酶解及串联质谱标记(tandem mass tag, TMT)后进行高效液相色谱分离和液相色谱串联质谱分析;然后对香芹酚组/阴性对照组及丁香酚组/阴性对照组的差异表达蛋白进行分析,并对差异表达蛋白进行GO功能富集分析和KEGG信号通路富集分析;最后筛选与香芹酚、丁香酚杀螨相关的差异表达蛋白。结果表明：香芹酚组/阴性对照组共有蛋白4 692个,其中差异表达蛋白235个(上调蛋白113个,下调蛋白122个);丁香酚组/阴性对照组共有蛋白4 824个,其中差异表达蛋白103个(上调蛋白43个,下调蛋白60个)。香芹酚组/阴性对照组差异表达蛋白极显著富集(P<0.01)的GO二级条目包括平滑信号通路、从细胞核输出的蛋白质调节、氧化磷酸化等;显著富集(P<0.05)的GO二级条目包括核质转运的调节、细胞内蛋白质运输的调节、甘油酯生物合成过程等。丁香酚组/阴性...     

感染马传染性贫血病毒的巨噬细胞差异表达蛋白质组分析

为研究马传染性贫血病毒(EIAV)感染其主要靶细胞马巨噬细胞(eMDM)后与细胞蛋白的相互作用,本研究采用EIAV强毒株EIAVDLV34感染48 h后的马外周血单核细胞分化的eMDM,并以未感染eMDM为对照,提取细胞的蛋白质样品,进行双向凝胶电泳(2-DE)分离,并分析凝胶中差异蛋白点。结果共检测出19个表达差异的蛋白点(ratio1.4,p0.05),其中感染组相对于对照组有7个蛋白质上调表达,12个蛋白质呈现下调表达。将差异蛋白进行串联质谱分析进行鉴定,并通过生物信息学方法对这19个差异表达蛋白进行了蛋白互作用分析。此外,对其中5个比较重要蛋白的mRNA水平进行了荧光定量PCR分析,其表达变化与2-DE结果一致。本研究为进一步分析EIAV与其宿主细胞eMDM的相互作用提供了参考。     

健康奶牛与临床型乳腺炎奶牛乳腺线粒体蛋白组差异表达分析

运用亚细胞蛋白质组学的研究策略,分离纯化亚细胞结构再进行蛋白质组学研究,可提高低丰度蛋白在双向凝胶电泳中的检出率。通过对比分析乳腺炎奶牛乳腺与正常奶牛乳腺线粒体蛋白质组的表达变化,为奶牛乳腺炎的生物学治疗及抗病育种工作筛选出目基因和蛋白。超速离心法分离线粒体,双向凝胶电泳分离蛋白,PDQuest7．4软件分析差异蛋白斑点,高效液相色谱串联离子阱质谱鉴定差异蛋白。从奶牛乳腺线粒体蛋白2-DE图谱中筛选出17个差异表达的蛋白质斑点,质谱鉴定出17个差异表达蛋白（6个蛋白在奶牛乳腺炎发生过程中下调,8个上调,1个只在正常情况下表达,2个只在乳腺炎乳腺组织中表达）。筛选出的差异蛋白质涉及到细胞的能量代谢、蛋白质合成、mRNA的加工成熟及调亡调控等许多方面,表明奶牛乳腺炎发生时乳腺线粒体组织结构和代谢状态都发生了明显的变化。     

内蒙古白绒山羊蛋白质谱鉴定

为了建立内蒙古白绒山羊主要组织蛋白质表达谱,并通过生物信息学分析鉴定,构建山羊蛋白质组数据库。采用液相色谱串联质谱方法分析内蒙古白绒山羊18个组织的总蛋白,共鉴定出2 788种蛋白质,其中高可信度蛋白质1 889种,得到蛋白质表达谱中的蛋白质表达量排序。本试验首次构建了内蒙古白绒山羊全身主要组织蛋白质表达谱,为山羊蛋白质组学研究提供基础数据。     

PRRSV体外感染PAMs对IFN-γ mRNA转录水平的影响

为探讨猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)体外感染猪肺泡巨噬细胞(PAMs)对IFN-γmRNA转录水平的影响,选用PRRSV血清抗体和抗原均为阴性的4周龄健康仔猪3头,无菌分离PAMs,随机将其分为对照组、PRRSV感染组(PRRSV组)、PRRSV+PHA组和RRRSV+Dex组,分别在培养6、12、24、48和60 h收集PAMs。运用荧光定量PCR检测IFN-γ和PRRSV mRNA转录情况。结果显示,PRRSV mRNA转录量在感染PAMs后6~24 h逐渐升高,在48 h有所下调,在60 h再次升高,IFN-γmRNA转录量在6~48 h逐渐升高,24、48 h显著高于对照组,而到60 h又恢复到对照组水平;与同时间点的PRRSV组相比,PRRSV+PHA组中PRRSV mRNA转录量有所下调,IFN-γmRNA转录量有所上调;而RRRSV+Dex组PRRSV mRNA转录量有所上调,IFN-γmRNA转录量所下调。结果表明,IFN-γ在一定程度上可以抑制PRRSV在PAMs中的增殖,IFN-γ的抑制可能是PRRSV导致细胞损伤的机制之一。     

H5N1亚型禽流感病毒感染小鼠肺组织蛋白质组分析

为鉴定禽流感病毒(AIV)感染状态下的差异表达蛋白,本研究将H5N1亚型AIV感染组与对照组小鼠肺组织蛋白样品分别进行双向电泳分离,并采用ImageMaster 2D Platinum 6.0软件进行分析.在AIV感染72 h后,共有9个表达差异显著的蛋白点(ratio＞2,p＜0.05),而且该蛋白在感染组均呈上调表达.将差异蛋白进行串联质谱分析,并对其中7个蛋白进行鉴定,包括:interferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 3(IFIT-3)、ATP依赖的干扰素反应蛋白1(ADIR1)、γ干扰素诱导的p47鸟苷三磷酸酶(IRG)、T细胞受体a TA27、气味受体S86、胞苷单磷酸激酶2(Cmpk2)和肌球蛋白.将前3个蛋白基因采用荧光定量PCR方法进行mRNA水平的验证,所获得的结果与双向电泳结果一致.本研究为在蛋白质组水平进一步分析H5N1亚型AIV与宿主相互作用奠定了基础.     

PRRSV感染会影响PAM对副猪嗜血杆菌的杀灭作用

为了发现PRRSV感染如何改变PAMs对副猪嗜血杆菌的吞噬和破坏功能,测定吞噬比率时,分别通过体外和体内两种感染途径对其变化进行测定,其中体外试验主要是将细胞与病毒直接接触后收集测定,体内试验是将感染PRRSV猪的PAMs收集测定。体外试验结果显示,PAMs中的副猪嗜血杆菌仅在PRRSV感染的早期阶段(感染后2小时)增多;而体内试验结果显示,PRRSV感染猪的PAMs,并使其对细菌的吞噬率在感染的后期发生明显变化;综合吞噬率的下降结果,我们发现在感染后第7天PAMs的杀菌功能出现显著下降。据此,我们假设当猪感染PRRSV后,随着超氧化物阴离子的减少,PAMs的杀菌功能将明显下降。     

基于Label-free技术分析牛卵泡蛋白质组分及关键调控蛋白

旨在研究牛卵泡发育过程中蛋白质组表达变化并筛选卵泡发育关键调控蛋白,利用非标记(label-free)定量蛋白质组学技术对牛卵泡颗粒细胞(granulesa cells, GCs)蛋白质组分进行比较分析。采集牛发情周期优势卵泡(dominant follicles, DF)和从属卵泡(subordinate follicles, SF),分别分离GCs,并提取总蛋白,胰蛋白酶酶解,液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行蛋白质组分分析,数据库检索分析DF和SF中蛋白质表达情况,并应用生物信息学方法筛选牛卵泡发育关键调控蛋白。结果表明:本试验从30 321个肽段中共成功鉴定出3 409种蛋白质(FDR≤0.01),其中,DF中表达2 895种蛋白质,SF中表达3 102种蛋白质,获得差异表达蛋白质(差异倍数>2,P<0.05) 259种,17种差异表达蛋白质可能与牛卵泡优势化过程相关,SERPINB2可能调控牛卵泡闭锁。该研究筛选获得的牛卵泡差异表达蛋白质和特异表达蛋白质,丰富了牛卵泡发育调控理论,为进一步研究卵泡闭锁及优势化奠定基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒RNA刺激下NLRP3与DDX19A共定位的研究

NLRP3蛋白为核苷酸结合寡聚化结构域(NOD)样受体(NLRs)家族中含有脓素(Pyrin)结构域3的蛋白,它能够与调亡相关斑点样蛋白(ASC)以及半胱氨酸蛋白水解酶1(Caspase-1)组成炎性小体复合物,切割pro-IL-1β和pro-IL-18使其成为成熟的IL-1β和IL-18参与炎性反应。猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)的RNA能够被DDX19A解旋酶识别并激活NLRP3炎性小体,诱导炎症反应。为研究PRRSV RNA激活NLRP3炎症小体后DDX19A与NLRP3的亚细胞定位情况,本研究以PRRSV Hu N4株感染猪肺泡巨噬细胞(PAMs)的总RNA制备的c DNA为模板,扩增了猪nlrp3基因。将其在原核细胞中表达,并采用表达的NLRP3免疫BALB/c小鼠制备了鼠源抗NLRP3多克隆抗体。此外,提取PRRSV的RNA,转染于PAMs中,36 h后分别采用抗DDX19A和抗NLRP3的多克隆抗体进行检测,激光共聚焦试验结果显示:未转染PRRSV RNA的细胞中,DDX19A和NLRP3在PAMs中呈弥散表达,无共定位现象出现,而在转染PRRSV RNA的PAMs中DDX19A和NLRP3在细胞质中呈点状分布并出现共定位现象。本研究为阐明PRRSV感染激活NLRP3炎性小体的分子机制奠定了基础。     

番鸭呼肠孤病毒人工感染雏番鸭肝的蛋白质组学分析

应用蛋白质组学技术研究人工感染番鸭呼肠孤病毒(MDRV)的番鸭肝和健康对照番鸭肝的蛋白质组差异,为深入研究MDRV的致病机制奠定理论基础。通过二维双向凝胶电泳技术和MALDI-TOF-TOF质谱仪分析获取MDRV感染组与健康对照组之间的差异表达蛋白质,并运用蛋白质搜索鉴定软件Mascot 2.3.02鉴定蛋白质。结果共鉴定出38个差异表达蛋白质。比较感染组和健康对照组结果,感染组番鸭肝中有10个表达下调的蛋白质和17个表达上调的蛋白质,7个表达蛋白质仅出现在健康对照组,4个表达蛋白质仅出现在感染组。MDRV感染组的番鸭肝有肝细胞、神经细胞和肌肉细胞受损现象,同时存在细胞修复机制。差异蛋白质组学为MDRV分子发病机制的分析提供了一个新途径。     

1株重组类NADC34猪繁殖与呼吸综合征病毒分离鉴定与基因组特征分析

为分离天津地区猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)并分析其分子遗传进化关系,对来自该地区某猪场疑似PRRSV感染的样品进行RT-PCR检测,阳性样品接种猪肺泡巨噬细胞(PAMs),将出现细胞病变的PAMs进行有限稀释后进行间接免疫荧光鉴定,利用RT-PCR扩增分离纯化株全基因组序列并进行同源性及遗传进化分析,并对分离株进行重组分析和细胞嗜性试验。结果显示,分离获得1株PRRSV毒株(命名为TJbc2021),分离毒株不能感染Marc-145细胞;该毒株全基因组长为15 111 bp,与NADC34的核苷酸同源性最高,为95.2%,属于目前流行于中国的类NADC34 PRRSV,其Nsp2存在100个氨基酸缺失的分子特征;重组分析显示该毒株以谱系1.5毒株(NADC34-like)为主要亲本,以谱系1.8毒株(NADC30-like)为次要亲本,在14 082～14 635 nt(ORF6～ORF7)发生了基因重组。结果表明,分离并鉴定了1株重组类NADC34 PRRSV,可为该地区...     

水牛卵泡液液相色谱分离及差异蛋白质分析

本研究采用液相色谱－质谱分离鉴定技术,比较不同直径卵泡液(直径＜2 mm、直径2~4 mm、直径＞4 mm)的蛋白质组分差异,收集显著差异的馏分,还原烷基化处理后酶解成肽段,再经反相色谱二次分离后质谱鉴定。结果表明,在优势卵泡中(直径＞4 mm)存在显著高表达的蛋白质峰,质谱鉴定结果为转铁蛋白(transferrin,TRF)。转铁蛋白的功能和表达的变化提示,该蛋白质的高表达可作为潜在排卵的标志物之一。同时,本研究采用的LC-MS技术将为卵泡液大规模蛋白质组分离和表达谱构建提供参考。     

燕麦种子蛋白质组的GeLC-MS/MS分析

采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)电泳结合液相色谱串联质谱方法(GeLC-MS/MS)对燕麦(Avena sativa L.)品种白燕2号种子不同溶解性的蛋白质进行分离鉴定,以期建立其种子蛋白质表达谱,为探讨干燥燕麦种子储藏及萌发的生理生化机理提供基础。结果表明:GeLC-MS/MS方法鉴定出溶解于超纯水、2.5%NaCl和70%乙醇的燕麦种子蛋白质分别为40,33和15个,共54个非冗余蛋白,其中29个蛋白至少可溶于2种溶剂。通过生物信息学软件对鉴定蛋白的分子功能、细胞组成和生物学功能进行预测,其中40个蛋白质功能得到明确的预测,涉及细胞过程、刺激应答及酶调节活性等12类。这些蛋白质与燕麦种子成熟干燥时期生命活动有关,为进一步从蛋白质水平探索燕麦种子生理代谢机理提供了理论依据。     

禽呼肠孤病毒强毒株和弱毒疫苗株感染Vero细胞的蛋白质组学研究

为研究在禽呼肠孤病毒(ARV)不同毒力毒株感染后不同时间点宿主细胞中蛋白质组变化,运用双向凝胶电泳技术和质谱鉴定的蛋白质组学方法,对ARV强毒株S1133、弱毒疫苗株aS1133感染Vero细胞和对照细胞在不同时间点的蛋白质样品进行检测。鉴定结果表明,共鉴定出44个差异表达蛋白质,这些蛋白质包括α-烯醇化酶(α-enolase)、过氧化物酶(Prx-4)、hnRNPs、微管蛋白(Tubulin)、蛋白磷酸酶、转录延伸因子等。GO软件分析显示这些差异蛋白质主要参与细胞信号、细胞骨架组成、能量代谢、核酸代谢、蛋白质折叠、细胞增殖及凋亡等生物学功能。荧光定量RT-PCR验证表明,hnRNP和Prx-4在S1133感染细胞中表达水平持续上调,而Tubulin和α-enolase仅分别在48和24h时表达上调,与双向凝胶电泳的结果一致。以上试验数据揭示了ARV不同毒力毒株感染后细胞中蛋白质表达的差异变化,有助于进一步阐明ARV和宿主之间的相互作用。     

一株重组类NADC30猪繁殖与呼吸综合征病毒的分离鉴定及基因组分析

为分离上海地区猪繁殖与呼吸综征病毒（PRRSV）并分析其分子遗传进化关系,对来自该地区某猪场疑似PRRSV感染病猪的2份肺样进行RT-PCR检测,阳性样品接种猪肺泡巨噬细胞(PAMs),将盲传3代后出现细胞病变的PAMs经间接免疫荧光鉴定,通过RT-PCR扩增分离株全基因组序列,测序后与GenBank登录的参考株全基因组序列进行同源性及遗传进化分析,分析了分离株Nsp2、GP5氨基酸序列的遗传进化关系,并对分离株做了重组分析和细胞嗜性试验。结果显示,成功分离出1株PRRSV,命名为SH2019,其全基因组开放阅读框大小为14677 bp,分离株与NADC30的核苷酸同源性最高,属于目前流行于中国的类NADC30 PRRSV,其Nsp2存在131个氨基酸缺失的分子特征;分离株是以谱系1毒株为主要亲本,以谱系3、谱系5或谱系8毒株为次要亲本,在12601~12901 nt(ORF2~ORF4)发生了基因重组的重组毒株,分离株不能感染Marc-145细胞。本研究分离鉴定一株重组类NADC30 PRRSV,可为该地区猪繁殖与呼吸综合征的防控提供参考。