特异性识别草鱼呼肠孤病毒感染细胞的ssDNA核酸适配体筛选与鉴定

[目的]筛选出能高特异性和高亲和性识别草鱼呼肠孤病毒(GCRV)感染细胞的核酸适配体,为研发操作便捷、成本低、耗时短、准确度高的GCRV检测技术打下基础,同时为提高水产疫病检测及防控效率提供技术支持.[方法]以草鱼呼肠孤病毒I型(GCRVI)感染的宿主细胞为靶标,采用指数富集的配体系统进化技术(SELEX)进行特异性核酸适配体筛选,并通过激光共聚焦显微技术和流式细胞术对筛选获得的核酸适配体性质进行系统分析.[结果]筛选获得的核酸适配体GVIK1能特异性识别并结合在GCRVI感染的草鱼肾脏组织细胞系(CIK)表面,但不识别正常的CIK细胞及石斑鱼神经坏死病毒广西株(GNNV)感染的石斑鱼脾细胞(GS);其二级结构具有独特复杂的茎环结构,吉布斯自由能(△G)为-32.93 kJ/mol,无细胞毒性.核酸适配体GVIK1结合靶标细胞的亲和常数(Kd)为148.22 nmol/L,即核酸适配体GVIK1与靶标细胞间的亲和力极强,达纳摩尔级别.核酸适配体GVIK1在靶标细胞表面的结合位点是细胞膜蛋白或膜蛋白相关结构,其在靶标细胞表面的结合位点出现在病毒感染后的第5h.临床试验结果表明,筛选获得的核酸适配体GVIK1可作为高特异性分子探针用于诊断GCRV感染所致的草鱼出血病.[结论]基于SELEX技术筛选获得能特异性识别GCRVI感染宿主细胞的核酸适配体GVIK1,可作为核酸分子探针用于研发操作便捷、成本低、耗时短、准确度高的GCRV快速检测技术,实现实时监测和有效防控.     

桑叶水提物及异槲皮苷成分抗石斑鱼虹彩病毒作用机制研究

【目的】探究桑叶提取物成分对石斑鱼虹彩病毒（SGIV）的抑制作用,并对其抗病毒机制进行研究,为利用桑叶提取物成分研发抗SGIV药物提供理论依据,也为开发高效安全的新型抗病毒渔用药物提供新思路。【方法】利用石斑鱼脾脏组织细胞系（GS）,通过光学显微镜观察及CCK-8检测分析桑叶水提物（Morus alba L.water extracts,MAE）及其活性成分异槲皮苷（Isoquercetin,IQ）的安全工作浓度,然后使用实时荧光定量PCR及核酸适配体荧光分子探针技术（Q2-AFMP）分析MAE和IQ对SGIV的抗病毒效果;通过分析SGIV感染GS细胞中MCP基因和VP19基因的表达水平,分析IQ对SGIV的粒子结构及其与宿主细胞表面结合、侵入宿主细胞和在宿主细胞中复制的影响,探究IQ体外抗SGIV的作用机制。【结果】桑叶源化合物成分（MAE和IQ）对GS细胞的最高安全工作浓度为:MAE≤10.0 mg/mL,IQ≤1000.0μg/mL。与接入SGIV的GS细胞相比,在以安全工作浓度的MAE （10.0 mg/mL）和IQ （1000.0μg/mL）分别接入SGIV孵育感染的GS细胞后细胞病变（CPEs）明显减少,MCP基因和VP19基因的相对表达量均呈极显著下降趋势（P<0.01,下同）,GS细胞荧光值也极显著降低,表明桑叶源化合物成分能有效抑制SGIV感染。以IQ处理SGIV孵育感染的GS细胞,其细胞内MCP基因和VP19基因的相对表达量均呈极显著下降趋势,提示IQ能破坏SGIV的粒子结构,并干扰SGIV对宿主细胞的吸附、侵入和复制。【结论】MAE和IQ对SGIV具有良好的抗病毒效果,其中IQ能在病毒吸附、侵入和复制阶段发挥抗病毒作用,即桑叶源化合物成分在防治SGIV感染方面具有潜在的应用价值,可作为研发抗SGIV感染的有效药用成分。     

八角茴香水提物调控宿主免疫反应抗石斑鱼虹彩病毒的机制研究

【目的】从免疫应答角度探析八角茴香（Illicium verum Hook.f.）水提物（IVE）调控宿主免疫反应而发挥抗石斑鱼虹彩病毒（SGIV）的作用机制,为八角茴香应用于石斑鱼健康养殖产业及开发绿色、健康、高效渔用药物提供理论依据。【方法】通过光学显微镜观察及CCK-8细胞活力测定确定IVE的细胞安全工作浓度,利用实时荧光定量PCR检测IVE对宿主细胞干扰素相关基因（IFN、STAT1、PKR、ISG15、KK_α、STING和IRF3）表达的影响,并以光学显微镜观察和实时荧光定量PCR分析IVE在细胞水平抗SGIV的效果,通过石斑鱼活体试验进一步验证IVE的抗SGIV效果。【结果】IVE细胞水平的安全工作浓度≤0.50 mg/mL; IVE预处理GS细胞2 h可显著（P<0.05,下同）或极显著（P<0.01,下同）激活干扰素相关基因（IFN、STAT1、PKR、IKK_α、IRF3和STING）的表达。SGIV感染GS细胞24和48 h时,经IVE预处理的细胞病变效应（CPEs）明显少于未使用IVE预处理的GS细胞,且细胞内SGIV的MCP基因相对表达量极显著降低,表明IVE可有效抑制SGIV感染;此外,IVE可增强SGIV感染GS细胞中干扰素相关基因的表达,具体表现为IFN、STAT1和IRF3基因在病毒感染后24 h极显著上调,PKR、IKK_α、ISG15和STING基因在病毒感染后24和48 h呈显著或极显著上调趋势。在石斑鱼活体试验中,IVE与SGIV混合腹腔注射后石斑鱼脾脏中SGIV的MCP基因相对表达量在病毒感染后24和48 h均极显著低于仅注射SGIV的石斑鱼。【结论】IVE具有抑制SGIV感染的功能,其作用机制可能是通过诱导干扰素相关基因表达而激活宿主的抗病毒状态,从而发挥间接抗SGIV效果;也说明八角茴香在水产疫病防控中具有研发成渔用抗病功能制剂的潜力。     

石斑鱼虹彩病毒主要衣壳蛋白的表达及其生物学功能分析

【目的】明确石斑鱼虹彩病毒（Singapore grouper iridovirus,SGIV）主要衣壳蛋白（Major capsid protein,MCP）的生物学功能,为阐明SGIV感染致病机理及研发抗病毒产品提供理论依据。【方法】使用实时荧光定量PCR检测SGIV感染过程中MCP基因的转录时序及其在SGIV感染石斑鱼脾脏、肝脏、肾脏、肠道、胃和鳃组织中的表达水平;将SGIV MCP基因分别克隆至真核表达载体pEGFP-N3和pcDNA3.1上,构建重组质粒pEGFP-N3-MCP和pcDNA3.1-MCP,然后以重组质粒pEGFP-N3-MCP转染石斑鱼脾细胞（Grouper spleen cell,GS）进行亚细胞定位分析,同时以重组质粒pcDNA3.1-MCP转染胖头鲤细胞（Fathead minnow cells,FHM）构建能稳定表达MCP蛋白的FHM细胞系（FHM-MCP）,用于分析MCP蛋白对宿主细胞生长增殖及SGIV感染压力下细胞存活率和病毒复制的影响。【结果】在SGIV感染8 h后即可检测到MCP基因的特异性转录,即MCP基因是一个晚期基因。在SGIV感染24 h后,MCP基因在石斑鱼脾脏中的相对表达量最高,其次是在肝脏、肾脏和肠道组织中,而在胃和鳃组织中的相对表达量较低,提示胃和鳃组织并非SGIV感染的主要靶器官。SGIV的MCP蛋白主要定位于细胞核附近的胞质中。细胞生长增殖曲线和细胞计数结果均证实,MCP蛋白能调节细胞生长及促进细胞分裂增殖。在SGIV感染后24和48 h,FHM-MCP细胞的存活率均显著高于FHM-Vector细胞（真核表达载体pcDNA3.1转染FHM细胞）,其存活率分别是FHM-Vector细胞的1.12和1.15倍。此外,FHM-MCP细胞在SGIV感染24和48 h后,其病毒滴度均高于FHM-Vector细胞,即MCP蛋白能促进SGIV病毒复制。【结论】SGIV的MCP基因是一个晚期基因,其编码蛋白主要定位于细胞核附近的胞质中,通过促进宿主细胞分裂增殖及病毒复制,最终提高SGIV的病毒滴度和感染力。