干扰和稳定表达GP5对猪繁殖与呼吸综合征病毒感染早期复制的影响

为探讨猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)主要结构蛋白GP5对病毒复制的影响及其机制,利用PiggyBac Transposon载体系统构建表达GP5的重组质粒(pPB-GP5),转染Marc-145细胞通过嘌呤霉素抗性筛选和3次亚克隆,获得稳定表达GP5的Marc-145细胞,在确定GP5表达不影响细胞增殖的基础上,用PRRSV感染筛选的细胞,通过N基因拷贝数、N蛋白表达水平和病毒滴度检测确定GP5表达对病毒复制的影响,并采用ELISA方法检测培养上清中IFN-α、IFN-β、IFN-γ的水平;进一步针对PRRSV ORF5编码区设计合成3对特异性siRNA,转染Marc-145细胞6和12h后以0.1 MOI病毒感染细胞,感染后24h收集细胞,采用荧光定量PCR(qPCR)检测GP5mRNA的表达,采用Western blot检测PRRSV N蛋白的表达。结果显示:经RT-PCR、Western blot和IFA检测,确定GP5在Marc-145细胞中获得稳定表达,且不影响细胞增殖,但可以在感染早期促进PRRSV在细胞中的复制,这种促进作用可能是通过下调IFN的表达发挥的;与阴性对照siRNA相比,3对特异性siRNA均能抑制PRRSV复制,其中100nmol·L~(-1)的siRNA GP5-471的抑制效果最好。研究表明GP5在PRRSV复制中发挥着重要作用。     

针对nsp9基因的siRNA在Marc-145细胞上对猪繁殖与呼吸综合征病毒复制的影响

为了验证猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)nsp9基因对PRRSV的复制影响,化学合成针对nsp9基因的siRNA,转染到Marc-145细胞中,接种PRRSV之后分别通过荧光定量和Western blot方法来测定病毒的滴度变化和表达情况。结果发现,转染siRNA的Marc-145细胞中病毒的滴度低于未转染特定siRNA的对照组,同时N蛋白的mRNA和蛋白水平均低于未转染特定siRNA的对照组。初步得出结论nsp9基因为病毒复制关键基因,针对nsp9基因的siRNA会在Marc-145细胞中抑制PRRSV的复制。     

LGALS1对猪繁殖与呼吸综合征病毒在Marc-145中复制的影响

为探索LGALS1对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)在Marc-145中复制的影响,设置LGALS1免疫血清和PRRSV共同孵育Marc-145细胞的试验组、LGALS1 siRNA转染Marc-145细胞后再接种PRRSV的试验组以及PRRSV直接孵育Marc-145细胞的对照组,利用间接免疫荧光、TCID_(50)测定、荧光定量和Western blot来测定病毒的增殖、滴度变化和表达情况。结果发现,抗LGALS1血清组、转染LGALS1 siRNA质粒组与对照组荧光、TCID_(50)、病毒mRNA和蛋白水平差异均不显著。结果表明,LGALS1对PRRSV在Marc-145中复制无影响。     

靶向HP-PRRSV ORF7基因的siRNA重组伪狂病病毒的体外复制抑制效果

为了评价靶向高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(HP-PRRSV)ORF7的siRNA重组伪狂犬病病毒(rPRV)对HP-PRRSV复制的体外抑制效果。将500MOI的siRNA rPRV:rPRV gG-/siRNA N1、rPRV gG-/siRNA N2、rPRV gG-/siRNA N3分别感染Marc-145细胞,24h后再分别接种10 MOI PRRSV,感染病毒48h后,观察其抑制HPPRRSV HN1株复制效果;待细胞感染病毒72h后,应用间接免疫荧光试验(IFA)、实时荧光定量PCR及Western blot检测重组rPRV介导的siRNA对HP-PRRSV在细胞中复制的抑制作用。结果显示,与表达突变siRNA的rPRV gG-/siRNA Neg及接毒对照组相比,HP-PRRSV在细胞中的复制均可被3个siRNA rPRV有效抑制,其中重组病毒rPRV gG-/siRNA N2抑制效果最佳;进一步检测siRNA重组rPRV在Marc-145细胞中抑制HP-PRRSV HN1株的复制效果,结果显示,与对照组相比,重组病毒rPRV gG-/siRNA N1和rPRV gG-/siRNA N3抑制作用不明显,而rPRV gG-/siRNA N2不但能够有效抑制HP-PRRSV引起的细胞病变,而且能够消减HP-PRRSV N蛋白的表达,明显降低ORF7mRNA的表达水平(P0.05),且其抑制作用具有剂量依赖性,其抑制效果至少可持续5d,但随着时间的延长逐渐减弱。结果提示siRNA rPRV在体外能抑制HP-PRRSV的复制。     

N蛋白磷酸化位点突变影响猪繁殖与呼吸综合征病毒的复制及亚基因组的转录

为探究猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)的N蛋白磷酸化修饰是否对病毒的复制及亚基因组的转录产生影响,将XH-GD PRRSV N蛋白的已知磷酸化位点Ser-105和Ser-120分别或同时突变为Ala,拯救突变病毒,命名为A105、A120、A105-120,测定其生长曲线和亚基因组的转录水平。结果显示:突变病毒在MARC-145的病毒复制速率与滴度显著低于亲本毒株(P0.01或P0.05),而在原代PAMs复制速率降低(P0.01),不影响病毒最终的滴度。突变毒株的基因组RNA(genomic RNA,gRNA)转录水平显著降低(P0.01或P0.05),磷酸化位点突变能显著降低长链亚基因组mRNA(subgenomic RNA,sgmRNA)2、3的转录(P0.01或P0.05),但短链sgmRNA4、5表达量随时间呈增加趋势。以gRNA表达量为基准对各亚基因组表达量进行整体分析,发现N蛋白磷酸化显著影响了sgmRNA4和sgmRNA5的表达(P0.01或P0.05)。结果提示,N蛋白磷酸化位点突变影响PRRSV的复制及亚基因组转录。     

PCR扩增的shRNA表达盒快速筛选PRRSV有效siRNA序列

有效siRNA的筛选是RNAi研究的关键点之一。本研究选取猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的核衣壳蛋白(N)作为靶基因,使用http://www.ambion.com的靶位点筛选和设计工具,选取4个siRNA序列(siRNA95、siRNA179、siRNA218和siRNA294),利用一步PCR法产生包含U6启动子的短发夹RNA表达盒技术快速筛选高效siRNA,PCR法制备的shRNA表达盒(PCR-shRNA95、PCR-shRNA179、PCR-shRNA218和PCR-shRNA294)分别与表达N-EGFP融合蛋白的重组质粒pEN-ORF7共转染至293T细胞,48 h后荧光显微镜下检测细胞表达EGFP阳性率,筛选有效siRNA片段,将筛选的PCR-shRNA179的PCR产物转染N-EGFP融合蛋白稳定表达293T细胞系和PRRSV感染的Marc-145细胞,结果表明PCR-shRNA179可明显减少N蛋白的表达、有效减轻PRRSV引起的细胞病变及减少感染PRRSV的Marc-145细胞中的N蛋白阳性细胞。本研究证明一步PCR扩增shRNA表达盒法可用于筛选特异性基因表达抑制的siRNA。     

RNAi靶向N基因抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒的复制

根据编码猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)核衣壳蛋白(N)基因的序列,设计3个干扰靶位(N12、N23、N26),构建siRNA表达载体,转染Marc-145细胞后接毒,测定病毒TCID50、CPE,并利用实时荧光定量PCR及间接免疫荧光检测病毒在Marc-145细胞上的复制情况。结果表明,利用RNAi技术靶向N基因,其中N12干扰靶位可以高效抑制PRRSV的增殖,证实N基因可能是病毒复制所必需的结构基因,所选的干扰靶位是病毒复制的关键性位点。     

人参皂苷Rb1对PRRSV的体外抑制作用及对病毒N蛋白表达的影响

为了在感染猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的Marc-145细胞模型上,探讨人参皂苷Rb1(Ginsenoside Rb1, GSR1)抑制PRRSV能力及其作用机制。采用MTT法测定GSR1在Marc-145细胞上的最大安全浓度(Maximum no-cytotoxic concentration, MNTC)和半数毒性浓度(50%Cytotoxic concentration, CC_(50))。建立PRRSV感染Marc-145细胞模型,设计阻断PRRSV复制和直接杀灭PRRSV试验,确定GSR1体外抗PRRSV的作用方式;利用FQ-PCR检测GSR1对病毒N基因的影响,间接免疫荧光试验(Indirect immunofluorescence assay,IFA)和Western Blot技术测定GSR1对PRRSVN蛋白表达的影响。结果表明,GSR1在直接杀灭PRRSV试验中最高抑制率为54.65%,在阻断PRRSV复制试验中前12 h起抗病毒作用,且最高抑制率达60.01%,推测GSR1主要通过直接使病毒灭活或干扰病毒的早中期复制来发挥其抗病毒作用。此外,在设定12～72 h试验时间内,阳性药物利巴韦林组,4 mg/mL、2 mg/mL GSR1组PRRSV N基因拷贝数显著低于病毒组(P0.05)。在对N蛋白含量影响试验中4 mg/mL GSR1和阳性药物可以减少N蛋白载量。表明GSR1可以通过抑制病毒N蛋白的表达来抑制病毒的复制,并可作为抗PRRSV的候选药物或先导物。     

核因子I/A(NFIA)依赖其N末端的DNA结合结构域抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)复制

猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)严重危害世界养猪业,目前仍无有效防控策略,因此探究宿主内源性蛋白拮抗PRRSV的分子机理意义重大。前期试验发现核因子I/A(nuclear factor I/A,NFIA)可以有效抑制PRRSV复制,故本试验以非洲绿猴胚胎肾细胞Marc-145细胞为模型,对NFIA抑制PRRSV复制的分子机理进行了深入探究。首先,构建NFIA的N末端DNA结合结构域缺失质粒pcDNA3.1-Flag-ΔN和C末端转录激活结构域缺失质粒pcDNA3.1-Flag-ΔC并分别转染Marc-145细胞,24 h后感染PRRSV,48 h后用qRT-PCR和Western blot的试验方法分别检测病毒N蛋白的RNA和蛋白表达水平。结果显示ΔC仍能有效降低PRRSV的RNA水平和N蛋白水平,但ΔN则不再能降低PRRSV的RNA水平和N蛋白水平,这表明NFIA的N末端结构域是抑制病毒的关键。其次,对NFIA全长质粒pcDNA3.1-Flag-WT进行N末端结构域内不同功能位点的双碱基突变,分别破坏掉NFIA的促腺病毒复制功能(Mut1,YR86～87WL)、DNA结合功能(Mut2,LR119～120VD)和二聚化功能(Mut3,LF135～136VD),将突变质粒分别转染Marc-145细胞,24 h后感染PRRSV,48 h后通过qRT-PCR和Western blot检测发现,Mut2和Mut3不再能降低PRRSV的RNA水平和N蛋白水平,说明N端结构域的DNA结合功能位点和二聚化功能位点是NFIA抑制PRRSV复制的关键。结果表明,核因子I/A(NFIA)主要依赖其DNA结合结构域的二聚化与DNA结合功能来抑制PRRSV复制。     

重组伪狂犬病病毒介导的siRNA对高致病性PRRSV N蛋白基因表达的抑制作用

构建表达HP-PRRSV河南分离株HN1 N蛋白基因的siRNA重组伪狂犬病病毒3株,将其感染PK-15细胞,在细胞水平上评价重组伪狂犬病病毒介导的siRNA对N蛋白表达的抑制效果.PCR扩增带CMV-siRNA-poly(A)片段和新霉素基因,通过酶切将CMV-siRNA-poly(A)片段和新霉素基因分别插入伪狂犬病病毒转移载体pUSKBH中,构建重组伪狂犬病病毒通用转移载体pUsiRNA.分别用BamH Ⅰ和HindⅢ酶切pUsiRNA,回收后与HP-PRRSV河南分离株HN1 N蛋白基因的3个siRNA分子连接,构建表达N蛋白基因siRNA的重组伪狂犬病病毒表达载体.将鉴定正确的重组伪狂犬病病毒表达载体与伪狂犬病病毒DNA共转染PK-15细胞,经同源重组及噬斑纯化获得表达N蛋白基因siRNA的重组伪狂犬病病毒株,应用PCR及Southern blot鉴定重组病毒.将HN1株N蛋白基因的真核表达质粒pAcGFP1-N转染PK-15,经筛选获得稳定表达N蛋白基因的细胞.将鉴定正确的表达N蛋白基因siRNA的重组伪狂犬病病毒接种于稳定表达N蛋白基因的细胞,利用绿色荧光蛋白基因及半定量RT-PCR检测重组伪狂犬病病毒介导的N蛋白基因siRNA对N蛋白表达的抑制效果.结果显示,PCR扩增到的CMV-siR-NA-poly(A)片段约为0.7kb,新霉素基因约1.5kb.经酶切、PCR及测序鉴定,构建了表达siRNA的通用伪狂犬病病毒转移载体pUsiRNA.经PCR及Southern blot检测,获得了3株表达HP-PRRSV河南分离株HN1 N蛋白基因siRNA的重组伪狂犬病病毒gG-/siRNAN1、gG-/siRNAN2和gG-/siRNAN3;经荧光显微镜观察和半定量RT-PCR检测表明,重组伪狂犬病病毒介导的N蛋白基因siRNA能够显著抑制N蛋白在PK-15细胞中表达,其中gG-/siR-NAN2抑制效果最好.这为深入研究N蛋白基因siRNA抑制HP-PRRSV复制奠定基础,并为HP-PRRSV的防制提供新的思路.