敲除RIG-I基因流感病毒高产MDCK细胞系的建立及功能研究

利用CRISPR/Cas9技术构建RIG-I基因敲除MDCK细胞株,并验证其生物学功能。试验设计并构建了2个靶向RIG-I基因的导向RNA(sgRNA)表达载体,与pCAG-Cas9-EGFP表达载体共转染MDCK细胞,采用PAGE胶基因型检测、定点测序和Western blot筛选细胞株;通过荧光定量PCR检测H9N2亚型禽流感病毒(AIV)感染后MAVS、IRF3、IFN-β、IL-6、Mx1 mRNA表达水平和病毒基因拷贝数,测定TCID_(50)。结果表明:获得两株稳定敲除RIG-I基因的MDCK细胞(MDCK-RIG-I~(-/-)),Western blot检测RIG-I蛋白不表达;荧光定量PCR结果显示病毒感染后MDCK-RIG-I~(-/-)的MAVS、IRF3、IFN-β、IL-6、Mx1 mRNA表达水平显著降低,表明RIG-I基因敲除后RIG-I-Ⅰ型干扰素信号通路受阻;病毒基因拷贝数、TCID_(50)测定结果显示,差异最高可分别达到野生型MDCK的2.16倍、3.19倍,表明RIG-I基因敲除后流感病毒复制增加。该研究利用CRISPR/Cas9技术建立了敲除RIG-I基因流感病毒MDCK细胞株,为研究RIG-I天然免疫应答机制奠定基础;该技术方法和策略也为流感疫苗生产及产业更新换代提供候选细胞株。     

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。     

Cullin-2基因敲除A549细胞系构建及其对A型流感病毒复制的影响

CRL复合体是泛素蛋白酶体降解系统中的核心酶,很多病毒会劫持宿主CRL复合体,激活或干扰其底物的降解,创造有利病毒复制的环境。本研究为了探讨CRL2复合体和流感病毒之间的关系,利用CRISPR/Cas9技术构建CRL2复合体骨架蛋白Cullin-2基因稳定敲除A549细胞系,并验证Cullin-2基因敲除对流感复制的影响。设计两条靶向Cullin-2的sgRNA,构建到敲除载体中,包装成慢病毒感染细胞,经过药物筛选和亚克隆纯化后,利用蛋白免疫印迹法和敲除位点测序鉴定,并比较野生型和Cullin-2敲除细胞中AIV的复制效率。结果显示,Cullin-2敲除对流感病毒滴度和病毒蛋白水平影响不显著,但会导致细胞因子转录水平的上调,为CRL复合体与流感病毒致病性机制关系研究提供新的思路。     

宿主蛋白抑制禽流感病毒复制奥秘解开

正据中国农科院最新消息,该院哈尔滨兽医研究所国家禽流感参考实验室,潜心研究宿主蛋白调控流感病毒复制周期机制并取得突破性进展,进一步完善了流感病毒与宿主蛋白形成的相互作用网络,深化了对流感病毒复制周期的理解,为研制新的抗流感病毒药物提供了潜在靶点。相关研究成果近日在线发表于国际病原学权威期刊《公共科学图书馆病原体》。     

HEK-293T细胞敲除TRIM25基因促进脑心肌炎病毒复制的研究

为了探究三方基序蛋白25(TRIM25)对脑心肌炎病毒(encephalomyocarditis virus,EMCV)增殖的影响,在HEK-293T细胞上使用簇状规则间隔的短回文重复序列(CRISPR/Cas9)基因编辑技术敲除TRIM25基因,并通过PCR测序和Western blot确认敲除效果,然后观察敲除细胞形态并利用试剂盒测定TRIM25缺失后细胞增殖速度的变化,确认敲除细胞与野生细胞无明显差异,用EMCV感染敲除细胞后,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、病毒滴定测定和Western blot等方法测定病毒基因转录水平、蛋白表达情况。结果显示：感染EMCV后,敲除细胞与野生细胞相比,显著促进了病毒的转录水平、病毒蛋白的翻译水平和子代病毒的毒力(P<0.05)。综上,在HEK-293T细胞上,成功构建TRIM25缺失细胞系,且试验表明TRIM25的缺失有助于EMCV的复制。研究结果为后续TRIM25抗病毒机制研究提供了理论依据。     

A型流感病毒聚合酶复制必需的宿主因子及其作用机制

正A型流感病毒是引起人和动物流感的主要病原,对人类的生命健康和社会生活形成巨大威胁。A型流感病毒亚类较多,感染宿主较广,且可以跨种传播进而造成流感大流行,因此A型流感病毒的跨种传播机制一直是本领域的研究热点。流感病毒的RNA聚合酶是该病毒在宿主细胞内转录与复制的物质基础,在病毒的跨物种传播中发挥重要作用。其需借助某些宿主蛋白来完成病毒的转录和复制过程,目前已经发现有多种宿主因子     

PK-15细胞的THBS3基因缺失抑制PRV复制

为探索猪血小板反应蛋白3(thrombospondin 3,THBS3)在PRV复制中的功能,利用CRISPR/Cas9系统构建THBS3基因缺失的PK-15稳定细胞株。首先,根据THBS3基因序列和CRISPR/Cas9靶点设计原则设计并合成2对sgRNA序列,退火后连接到Lenti-CRISPRv2慢病毒表达载体;与慢病毒包装质粒共转染人胚肾细胞(HEK293T)获得重组慢病毒,收集细胞上清并离心去细胞碎片后转导PK-15细胞,进行嘌呤霉素筛选获得THBS3敲除的PK-15细胞株;将重组病毒rPRV-GFP接种至野生型和缺失型细胞评价病毒复制差异。结果显示,表达sgRNA的重组质粒构建成功;将收获的慢病毒转导细胞后通过筛选获得1株无THBS3蛋白表达细胞株(PK-THBS3-KO),通过测序发现外显子3有1个碱基的插入;感染试验显示,THBS3基因缺失后抑制了PRV复制。结果表明,通过CRISPR/Cas9系统成功构建了PK-15的THBS3基因敲除的稳定细胞株,PRV感染试验显示基因缺失后抑制了病毒复制。     

PK-15细胞敲除TANK结合激酶1基因促进猪伪狂犬病病毒复制的研究

TANK结合激酶1(TBK1)是病毒感染时IRF3、IRF7磷酸化及Ⅰ型干扰素表达的关键酶,在抗病毒天然免疫应答和获得性免疫应答中发挥重要作用。为研究TBK1基因敲除对猪伪狂犬病病毒(PRV)复制的影响,首先利用CRISPR/Cas9技术构建猪TBK1基因稳定敲除PK-15细胞系,并利用CCK-8检测敲除TBK1对PK-15细胞活力的影响。然后利用流式细胞术检测PRV-GFP荧光强度,用RT-qPCR检测PRV-gB、PRV-gE、PRV-TK、IL-1β、IFN-β和ISG15的转录水平,用Westernblot检测PRV-gB和PRV-gE蛋白表达水平,以及通过滴度测定检测子代病毒的感染力,综合评价TBK1基因稳定敲除PK-15细胞对PRV病毒复制的影响。结果显示:T7E1检测结果显示TBK1基因外显子2区的3个sgRNA靶位点均切出了目的条带,选取编辑效率最高的TBK1-sgRNA1细胞系进行单克隆化培养,获取6株稳定敲除TBK1基因的单克隆细胞,随机选取4号细胞株进行CCK-8检测,结果显示敲除TBK1对PK-15细胞活力无影响。流式检测结果显示PRV-GFP感染阳性细胞占总PK-15细胞的56.89%,PRV-GFP感染阳性细胞占总PK-15-TBK1-/-细胞的77.95%,表明PK-15-TBK1-/-细胞可以促进PRV-GFP复制。RT-qPCR及WB检测显示该细胞系可以促进PRVmRNA转录和蛋白表达。滴度测定结果显示,PRV-QXX在PK-15细胞复制后TCID50为10^6.8TCID50·0.1mL^-1,而在PK-15-TBK1-/-细胞中复制后TCID50为10^8.5TCID50·0.1mL^-1。另外,RT-qPCR结果显示该细胞系可以抑制PRV感染引起的IL-1β、IFN-β和ISG15转录上调。以上结果表明TBK1基因敲除PK-15细胞系促进PRV复制,可能与IL-1β、IFN-β和ISG15转录水平抑制有关。     

PK-15细胞的TPL2基因敲除有利于口蹄疫病毒和塞内卡病毒复制

旨在构建TPL2（MAP3K8/COT）基因敲除PK-15细胞系PK-15-TPL2^-/-,评估该基因敲除前后对口蹄疫病毒（FMDV）和塞内卡病毒（SVA）复制的影响及产生影响的原因,为研究TPL2在病毒感染过程中的作用机制提供良好的生物材料,也为疫苗生产过程中进一步提升FMDV和SVA产量指明方向。筛选2条针对TPL2基因的单向导RNA（sg RNA）,合成sg RNA并将其插入到含有GFP标签的慢病毒表达载体,构建sg RNA/Cas9慢病毒表达质粒,包装慢病毒并感染PK-15细胞,通过流式细胞仪分选出已被转入sg RNA的单细胞。通过测序确认细胞系中TPL2的DNA序列,通过蛋白质印迹（Western blot）方法检测细胞系中TPL2表达情况。使用FMDV和SVA感染构建好的细胞系,利用IFA、RT-qPCR、Western blot和TCID₅₀评估FMDV和SVA在PK-15-TPL2^-/-细胞中的复制水平,在此基础上通过测定干扰素（IFN）和IFN刺激基因（ISG）的mRNA表达水平,研究了FMDV或SVA感染的PK-15-TPL2^-/-细胞中干扰素途径的激活状态。TPL2基因敲除PK-15细胞系中TPL2基因发生了碱基插入突变和碱基缺失突变,构建的细胞系中均未检测到TPL2蛋白质表达。测定并比较了FMDV和SVA感染的PK-15和PK-15-TPL2^-/-细胞中病毒含量,表明TPL2基因敲除显著促进了FMDV和SVA的复制。同时,RT-qPCR进一步表明与FMDV和SVA感染期间的PK-15细胞相比,PK-15-TPL2^-/-细胞中IFN-α、IFN-β、IFN-γ、ISG15、ISG54和ISG56的mRNA表达明显降低。综上所述,本研究成功构建了TPL2基因敲除的PK-15细胞系,与对照细胞相比,TPL2基因的敲除更利于FMDV和SVA的复制,这可能与IFN-α、IFN-β、IFN-γ、ISG15、ISG54和ISG56表达的抑制有关。本研究提示CRISPR/Cas9基因编辑技术可以作为在动物和疫苗开发过程中编辑细胞系以提高病毒产量的有效工具,本结果为进一步提升FMDV和SVA产量指明了方向,也为研究TPL2在病毒感染过程中的作用机制提供了良好的生物材料。     

PK-15细胞的TPL2基因敲除有利于口蹄疫病毒和塞内卡病毒复制

旨在构建TPL2(MAP3K8/COT)基因敲除PK-15细胞系PK-15-TPL2~(-/-),评估该基因敲除前后对口蹄疫病毒(FMDV)和塞内卡病毒(SVA)复制的影响及产生影响的原因,为研究TPL2在病毒感染过程中的作用机制提供良好的生物材料,也为疫苗生产过程中进一步提升FMDV和SVA产量指明方向。筛选2条针对TPL2基因的单向导RNA(sg RNA),合成sg RNA并将其插入到含有GFP标签的慢病毒表达载体,构建sg RNA/Cas9慢病毒表达质粒,包装慢病毒并感染PK-15细胞,通过流式细胞仪分选出已被转入sg RNA的单细胞。通过测序确认细胞系中TPL2的DNA序列,通过蛋白质印迹(Western blot)方法检测细胞系中TPL2表达情况。使用FMDV和SVA感染构建好的细胞系,利用IFA、RT-qPCR、Western blot和TCID_(50)评估FMDV和SVA在PK-15-TPL2~(-/-)细胞中的复制水平,在此基础上通过测定干扰素(IFN)和IFN刺激基因(ISG)的mRNA表达水平,研究了FMDV或SVA感染的PK-15-TPL2~(-/-)细胞中干扰素途径的激活状态。TPL2基因敲除PK-15细胞系中TPL2基因发生了碱基插入突变和碱基缺失突变,构建的细胞系中均未检测到TPL2蛋白质表达。测定并比较了FMDV和SVA感染的PK-15和PK-15-TPL2~(-/-)细胞中病毒含量,表明TPL2基因敲除显著促进了FMDV和SVA的复制。同时,RT-qPCR进一步表明与FMDV和SVA感染期间的PK-15细胞相比,PK-15-TPL2~(-/-)细胞中IFN-α、IFN-β、IFN-γ、ISG15、ISG54和ISG56的mRNA表达明显降低。综上所述,本研究成功构建了TPL2基因敲除的PK-15细胞系,与对照细胞相比,TPL2基因的敲除更利于FMDV和SVA的复制,这可能与IFN-α、IFN-β、IFN-γ、ISG15、ISG54和ISG56表达的抑制有关。本研究提示CRISPR/Cas9基因编辑技术可以作为在动物和疫苗开发过程中编辑细胞系以提高病毒产量的有效工具,本结果为进一步提升FMDV和SVA产量指明了方向,也为研究TPL2在病毒感染过程中的作用机制提供了良好的生物材料。     

宿主Ncor1基因沉默对VSV复制的影响

核受体共抑制因子1(NCOR1)组织分布广泛,可调节基因转录。前期研究表明,与NCOR1功能密切相关的转导蛋白(β)样1X连接受体1(TBL1XR1)在水疱性口炎病毒(VSV)复制进程中发挥促进功能。为明确NCOR1因子在VSV复制增殖过程中的作用及机制,首先设计并构建靶向Ncor1的shRNA过表达质粒shNcor1。将shNcor1质粒与骨架质粒共转染293T细胞,获得表达shNcor1的慢病毒颗粒。用慢病毒感染小鼠巨噬细胞(RAW264.7)并构建Ncor1基因沉默细胞系。VSV分别感染Ncor1沉默与对照细胞系后,通过Q-PCR和TCID₅₀检测VSV的转录、复制水平。结果表明,Ncor1基因沉默能抑制VSV的转录及复制。此外,当Ncor1基因沉默时,经VSV诱导的干扰素相关基因Ifit1及Ifit2的转录水平显著升高,提示NCOR1对病毒复制的调控与干扰素信号的激活相关。本研究从宿主细胞出发为阐明VSV的致病机制提供了新的思路。     

核内不均一性核糖核蛋白H2抑制流感病毒复制机制初步研究

本研究前期发现核内不均一性核糖核蛋白H2能够抑制流感病毒复制,为进一步探究该蛋白抑制流感病毒机制,本研究通过过表达hnRNP H2后,利用双荧光素酶报告基因试验检测hnRNP H2对流感病毒聚合酶活性的影响,利用免疫共沉淀试验检测hnRNP H2与流感病毒RNA相互作用。结果显示：过表达hnRNP H2能够显著抑制流感病毒聚合酶活性,hnRNP H2能够与流感病毒m RNA和v RNA发生相互作用。以上结果表明：hnRNP H2可能通过与流感病毒RNA结合抑制核酸出核发挥抑制流感病毒复制作用。     

MLKL基因敲除对猪伪狂犬病病毒复制的影响

【目的】构建混合谱系激酶结构域样(mixed lineage kinase domain-like, MLKL)基因敲除的PK-15细胞株(PK-15 MLKL-KO),研究敲除MLKL基因对猪伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus, PRV)复制的影响。【方法】根据MLKL序列设计特异性编辑位点,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建MLKL-sgRNA编辑载体,转染至PK-15细胞,经嘌呤霉素药物筛选获得多克隆细胞系,通过有限稀释法获得PK-15 MLKL-KO单克隆细胞株。通过靶基因组PCR、测序和Western blotting验证MLKL基因在PK-15细胞上的敲除水平;采用Reed-Muench法检测病毒增殖水平;采用PI染色和荧光显微镜观察细胞坏死情况。【结果】试验成功构建MLKL-sgRNA载体,筛选出1株MLKL基因缺失647 bp的PK-15细胞株,Western blotting未检测到MLKL蛋白的表达。与PK-15细胞相比,PK-15 MLKL-KO细胞极显著或显著提高了PRV GD-WH(感染后36 h除外)和PRV Bartha-K61的病...     

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。     

流感病毒不同宿主的感染情况

流感病毒感染是由病毒基因和宿主基因产物相互作用而的复杂事件。流感病毒部分基因的突变率高及基因分节段的特点,决定了基因可以通过变异或重配形成不同的病毒株,从而感染不同的宿主。     

干扰素基因刺激因子基因敲除对猪伪狂犬病病毒复制的影响

研究干扰素基因刺激因子(STING)基因敲除对猪伪狂犬病病毒(PRV)复制的影响。用CRISPR/Cas9技术敲除猪肺巨噬细胞系(3D4/21)的STING基因,用T7核酸酶检测靶基因敲除效率,用细胞计数试剂盒检测基因敲除细胞的活力,用表达绿色荧光蛋白(GFP)的重组病毒PRV-GFP感染基因敲除细胞,用流式细胞术检测感染细胞的荧光强度,用定量RT-PCR检测PRV的gB、TK基因表达及其感染细胞的IL-1β、IFN-β、ISG15基因转录,用Western blot检测PRV gE蛋白表达水平,用病毒滴定法测定子代病毒滴度。结果显示:设计的3个STING基因外显子2特异sgRNA均能切割3D4/21细胞的靶序列,其中sgRNA3的基因编辑效率最高;对sgRNA1介导STING基因敲除系进行克隆化,获得基因敲除细胞系3株,基因敲除对细胞活力无影响;亲本细胞培养的PRV-GFP感染阳性细胞占80.77%,STING基因敲除细胞培养的PRV-GFP感染阳性细胞占95.55%;STING基因敲除对PRV基因表达具有促进作用,亲本3D4/21细胞的病毒滴度为10~(6.2) TCID_(50)·0.1 mL~(-1),STING基因敲除细胞的病毒滴度为10~(8.3)TCID_(50)·0.1 mL~(-1),病毒感染细胞的IL-1β、IFN-β和ISG15转录下调明显。STING基因敲除能促进PRV在3D4/21细胞中复制,可能与感染细胞的IL-β、IFN-β和ISG15表达抑制有关。     

MCPIP1在抑制流感病毒诱导宿主抗病毒免疫应答中的作用

单核细胞诱导蛋白1(monocyte chemotactic induced protein1,MCPIP1)是近年来发现的一种重要的免疫应答负向调控蛋白。为了研究MCPIP1对A型流感病毒(influenza A virus,IAV)感染诱导的宿主抗病毒免疫应答的调控作用,我们首先证实了IAV感染A549细胞内MCPIP1的表达量显著上调。随后,在A549细胞中进行MCPIP1的过表达和表达抑制后利用Western blot方法检测了其对IAV感染诱导的细胞内NF-κB信号通路活化的影响。结果表明,过表达MCPIP1抑制了病毒诱导的NF-κB的活化,反之,抑制内源性MCPIP1的表达时则明显促进了NF-κB的激活。进一步研究发现MCPIP1可抑制NF-κB信号通路下游宿主抗病毒和促炎因子的表达,如TNF-α、IFN-β、IL-1β、IL-6等。由此推测,IAV可以通过诱导宿主MCPIP1的表达以抑制机体的抗病毒免疫应答。     

布鲁菌DnaK蛋白抑制宿主细胞凋亡

布鲁菌病是一种典型的人兽共患细菌病,胞内寄生是其感染宿主、并难以治疗的主要原因。目前有关布鲁菌胞内寄生的机制尚未清晰。在本试验中,通过克隆布鲁菌DnaK基因到表达载体pQE-80L,分离纯化His-DnaK融合蛋白,探讨DnaK蛋白调节宿主细胞凋亡的功能。试验表明,第一,His-DnaK处理的巨噬细胞Caspase3剪切被抑制;第二,His-DnaK处理的巨噬细胞TUNEL染色显著降低;第三,布鲁菌DnaK蛋白能抑制宿主细胞凋亡。这将为进一步阐明布鲁菌胞内寄生的分子机制奠定基础。     

宿主通过激活NLRP3信号通路抑制HY12肠道病毒的复制

采用Q-PCR、Western blot和ELISA的方法检测巨噬细胞感染HY12病毒后NLRP3、IL-1β和Caspase-1等蛋白的表达水平及细胞上清中IL-1β的表达量,以确定巨噬细胞感染病毒后NLRP3通路的变化情况。同时应用IL-1β预处理小鼠原代巨噬细胞与NLRP3敲除小鼠原代巨噬细胞系,检测HY12病毒感染后细胞中病毒结构蛋白的表达水平,探究了NLRP3通路激活刺激IL-1β分泌对病毒复制的影响,并以小鼠模型进行了验证。结果显示,巨噬细胞感染HY12病毒后激活了NLRP3炎性小体信号通路,上调NLRP3、IL-1β和Caspase-1等蛋白的表达,且表达水平呈现病毒剂量与时间依赖性。同时发现IL-1β预处理的巨噬细胞感染HY12病毒后,病毒结构蛋白表达显著下降;而NLRP3敲除的小鼠巨噬细胞感染HY12病毒后,相比正常巨噬细胞感染病毒后病毒的结构蛋白表达更高。此外,与野生型小鼠感染HY12病毒相比,NLRP3敲除小鼠感染后病毒的复制明显增强。结果表明,宿主在HY12病毒感染后通过激活NLRP3信号通路及刺激IL-1β的分泌,进而抑制病毒的复制。     

靶向env及LTR基因的siRNA抑制ALV-J 复制的研究

试验针对J亚群禽白血病病毒的env及LTR基因,根据它们的保守序列,分别设计合成了4~5对siRNA,并将其克隆至pSilencer 4.1,构建siRNA重组表达质粒。将该质粒转染DF-1细胞6 h后以10³ TCID₅₀接种ALV-J,利用Real-time RT-PCR在mRNA表达水平检测各重组质粒对病毒复制的影响。结果表明,与阴性对照相比,pSi4.1-env各重组质粒对env基因的抑制效果达到18.15%~63.43%,pSi4.1-LTR各重组质粒的抑制效果则达到19.37%~45.41%。