共检猪流行性腹泻病毒、猪传染性胃肠炎病毒和猪轮状病毒的cDNA芯片的技术优化

【目的】对前期构建的猪流行性腹泻病毒(PEDV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)和A型猪轮状病毒(PoRVA)共检cDNA芯片进行技术创新和关键参数优化。【方法】根据靶基因PEDV(S和M)、TGEV(N和S)以及PoRVA的(VP7和NSP4)分别设计6对特异性引物,扩增探针制备芯片阵列。重点改进了样品标记技术,引物直接标记与不对称PCR扩增结合,确定了不对称PCR扩增体系;并对点样缓冲液、水合时间、探针浓度、杂交时间和温度、清洗和干燥方式等条件进行优化。【结果】当博奥和百傲两种缓冲液比例为1∶1,水合时间为4 s,探针浓度为600 ng/μL,不对称PCR上下游引物比为1∶40,在48℃杂交3 h,用0.2%SDS清洗,1 000 r/min离心,该cDNA芯片效果最佳。【结论】本研究确定了PEDV-TGEV-GAR共检cDNA芯片的关键技术参数,为开展基因芯片的标准化制备和应用奠定了基础。     

人氨基肽酶N在猪丁型冠状病毒感染HEK293细胞中的作用

以HEK293细胞为模型,探讨人氨基肽酶 N(human aminopeptidase N,hAPN)在猪丁型冠状病毒(porcine deltacoronavirus,PDCoV)入侵人源细胞中的作用。RT-qPCR/RT-PCR鉴定PDCoV在HEK293细胞上的增殖情况,再用CRISPR/Cas9技术构建敲除hAPN基因的HEK293细胞系,通过CCK-8试验验证敲除细胞和野生型细胞的细胞活性;用RT-qPCR和Western blot检测hAPN敲除和过表达对PDCoV复制的影响;进一步通过同源建模和分子对接预测PDCoV S蛋白和hAPN蛋白的结合位点。结果显示： PDCoV在感染HEK293细胞后12~36 h快速增殖,在36 h达到顶峰,在HEK293细胞上至少可传至2代;hAPN敲除细胞与野生型细胞的细胞活性无明显差异,细胞敲除hAPN可显著抑制PDCoV复制,细胞过表达hAPN可促进PDCoV复制;同源建模和分子对接表明,S1蛋白可与hAPN蛋白结构域II结合,主要是S1蛋白的受体结合基序1(receptor binding motif 1,RBM1)氨基酸残基TYR⁹²、THR⁵¹、THR⁴⁸、PHE¹⁶和MET¹⁴通过氢键与hAPN蛋白的氨基酸残基PHE⁴⁹⁰、GLN⁵³¹、ARG⁵²⁸和SER⁵²⁹结合。hAPN在PDCoV感染人源细胞中发挥重要作用,为深入研究PDCoV的细胞入侵和跨种传播机制提供了新的理论依据。     

口蹄疫病毒O、A和AsiaⅠ型分型基因芯片的构建与评价

口蹄疫(Foot-and-mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的一种高度接触传染性动物疫病。本研究拟建立一种能区分FMDV O/A/AsiaⅠ型的基因芯片。根据FMDV O/A/AsiaⅠ型的VP1基因序列设计3对特异性引物,用RT-PCR扩增获得248、206和239 bp的三个靶基因片段,并针对这三个片段分别设计了3种探针,以引物荧光标记法标记靶基因,建立了一种鉴别FMDV O/A/AsiaⅠ型的分型基因芯片并进行了敏感性、特异性、重复性和保存期评价。结果表明最佳反应条件为:水化温度37℃,封闭液为0.25%BH_4Na/25%乙醇,杂交温度为42℃。灵敏性实验表明,FMDV-O检测限为118 pg/mL,FMDV-A为18.4 pg/mL,FMDV-AsiaⅠ为129 pg/mL,芯片方法灵敏度比常规RT-PCR高10~100倍;特异性实验表明,O、A和AsiaⅠ三型之间无交叉杂交;该芯片可至少保存3个月仍能重复使用。本研究建立的FMDV分型基因芯片为O、A和AsiaⅠ型鉴别提供了新方法。     

稳定表达SLAM受体的Vero和BHK21细胞系的建立及其对犬瘟热病毒分离效果的比较

旨在构建稳定表达SLAM受体的SLAM-Vero细胞系和SLAM-BHK21细胞系,并比较其对犬瘟热病毒(CDV)野毒株的敏感性,为CDV野毒株的快速分离与研究提供一种有效的工具。将真核表达载体Pcag-SLAM分别转染Vero细胞和BHK21细胞。经G418压力筛选结合有限稀释法筛选阳性克隆株,并通过RT-PCR、间接免疫荧光鉴定(IFA)和Western blot等方法对稳定表达SLAM受体的SLAM-Vero细胞系和SLAM-BHK21细胞系加以验证。应用这两种细胞系对3例临床犬瘟热病例的5种不同组织进行病毒分离,对分离得到的CDV进行RT-PCR及IFA鉴定。结果显示,经RT-PCR和Western blot验证,本研究成功构建出SLAM-Vero细胞系和SLAM-BHK21细胞系,SLAM-Vero细胞接种病毒12~24h即可出现典型的CDV导致的细胞融合体CPE,利用SLAM-Vero细胞从3只CDV阳性犬的肺和脾中分离得到2株CDV,而SLAM-BHK21细胞、亲本Vero细胞及亲本BHK21细胞未能分离出病毒。研究表明,与SLAM-BHK21细胞相比,SLAM-Vero细胞对CDV的分离率较高,并能产生明显的CPE。在分离CDV野毒株时,选择肺和脾更容易在SLAM-Vero细胞系上分离出病毒。     

猪病毒性腹泻病金标银染可视化芯片技术实验条件优化研究及应用

基因芯片标准化是其特异灵敏检测病原的基本保障,本研究针对金标银染可视化基因芯片制备中点样缓冲液的使用、点样次数、杂交温度、杂交时间、胶体金浓度以及银染时间分别进行优化实验,分析其对金标银染可视化共检基因芯片杂交信号的影响.分别选取猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)的S和M基因,猪传染性胃肠炎病毒(Transmissible gastroenteritis of swine virus,TGEV)的N和S基因,A型猪轮状病毒(Group A porcine rotavirus,GAR)的VP7和NSP4基因设计引物.根据目的基因片段设计5’端修饰有15个T碱基的60-mer寡核苷酸探针,分别以1∶1混合点样缓冲液和直接进行喷样两种方式,利用芯片点样仪喷样分别喷样1次、2次、3次于醛基玻片上制成基因芯片.应用不对称PCR对实验室构建保存的三种腹泻病毒的阳性质粒进行生物素掺入标记,分别在40、45、50和55℃与基因芯片杂交30、60、90和120 min.利用生物素-链霉亲和素的特异性链接,分别将稀释10、20、30、40、50及60倍的链霉亲和素修饰的纳米金颗粒引入反应体系,通过不同银离子染色时间后后,直接眼观实验结果.应用优化后的标准化可视化芯片和RT-PCR同时对173份临床送检病料进行检测,以评价芯片临床应用.结果表明,应用探针和点样缓冲液1∶1混合的方法进行1次喷样制作的基因芯片,在50℃环境中杂交90 min后,与4μg/mL链霉亲和素修饰的纳米金颗粒结合,再进行12～14 min银染,经过10次重复性实验,可确定为金标银染可视化基因芯片的最佳优化条件.临床病料可视化芯片检测结果与RT-PCR检测结果一致.本研究确定了病毒性腹泻可视化共检芯片的最佳反应条件,为该技术的临床应用标准化研究奠定了基础.     

猪丁型冠状病毒S1基因的克隆、原核表达及多克隆抗体制备

本研究旨在克隆猪丁型冠状病毒(PDCoV)S1基因(1—1 566bp),体外表达S1基因抗原表位预测区Sa(106—1 290bp)蛋白并制备抗该蛋白质的多克隆抗体。运用生物信息学软件分析S1核苷酸和编码氨基酸序列特征,将S1基因抗原表位预测区Sa克隆至原核表达载体pET22b(+),构建重组表达载体pET22b-Sa,转化Rosetta(DE3)菌株,IPTG诱导表达、超滤柱浓缩纯化重组蛋白、Ni柱亲和层析,Western blot检测Sa蛋白的活性,将Sa蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体。结果表明,CHN-2015毒株S1基因开放型阅读框大小为1 566bp(GenBank No.KY398009),编码522个氨基酸,是具有亲水性的非跨膜蛋白,存在15个潜在的B细胞抗原表位;原核表达Sa重组蛋白,该蛋白质在37℃下用终浓度为0.8mmol·L~(-1)IPTG诱导5h后,蛋白质主要以可溶性形式存在,免疫印迹显示表达的Sa蛋白在上清与包涵体中都有良好的反应性;用纯化的Sa蛋白四次免疫家兔,获得的兔抗Sa蛋白抗体效价可达1∶10 240。本研究克隆了S1基因,原核表达了Sa蛋白和制备了高效价的兔抗Sa蛋白抗体,具有良好的免疫原性,为后续深入开展S蛋白的功能研究奠定了基础。     

GC/MS法测定三种蛙输卵管中脂肪酸

采用酸水解法提取林蛙、青蛙和蟾蜍输卵管中的脂肪酸成分;采用气相色谱/质谱法测定了3种蛙输卵管中脂肪酸的相对百分含量。结果表明,3种蛙输卵管中均含有丰富的脂肪酸,林蛙与青蛙输卵管中的脂肪酸类物质含量基本一致,哈蟆油中必需脂肪酸含量较高,是青蛙油的1.72倍,是蟾蜍油的1.15倍。     

检测四种鸡呼吸道疫病病毒可视化芯片技术的优化及初步应用

可视化芯片技术是在传统芯片技术的基础上发展起来的一项新的疾病诊断和基因分析技术,对于临床疾病检测和诊断具有重要意义。本研究针对禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)的核蛋白(nucleprotein,NP)基因设计一对特异性引物,以H9亚型禽流感病毒分离株c DNA为模板,经PCR扩增、连接、转化和核酸序列鉴定后,得到含有AIV-NP基因的重组质粒。同时复苏本实验室保存的3株分别含有新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)的融合(fusion,F)蛋白基因、鸡传染性喉气管炎病毒(Infectious laryngotracheitis virus,ILTV)胸苷激酶(haemaggluttinin-neuraminidase,TK)基因和鸡传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)核衣壳(nucleocapsid,N)蛋白基因的重组菌。以上述4种病原的靶基因核酸序列片段的正义链为模板,设计寡核苷酸探针,喷样到尼龙膜上制备成芯片,利用不对称PCR技术扩增生物素标记的靶基因,与芯片进行杂交后,检测结果直接用肉眼就可以判定。本研究对芯片制备流程和检测过程中主要条件进行优化。结果表明当寡核苷酸探针喷样浓度为25μmol/L、芯片杂交反应的时间为1 h、杂交温度为50℃、Streptavidin HRP Conjugate(1.0 mg/m L)稀释2 000倍、二氨基联苯胺(diaminobenzidine,DAB)显色时间为5 min时,芯片检测技术的结果最佳。用该方法与PCR/RT-PCR技术同时对临床采集的96份疑似病料进行检测,两种方法的检测结果一致。本研究构建的检测4种禽呼吸道疾病病毒可视化基因芯片技术具有高通量、快速、准确等优点,为鸡病的临床诊断提供了新的技术。