EGCG: Potential application as a protective agent against grass carp reovirus in aquaculture

Grass carp reovirus (GCRV) is the primary cause of grass carp haemorrhagic disease. The major catechin in green tea, (–)‐epigallocatechin‐3‐gallate (EGCG), has been found to have anti‐GCRV activity in the C. idellus kidney cell line (CIK). The aim of this study was to test the potential application of EGCG as an anti‐GCRV agent in aquaculture. Here, we demonstrate that various concentrations (99%, 50% and 35%) of EGCG could inhibit GCRV infectivity. EGCG (50%) + GCRV treatment significantly reduced the number of dead fish at 1‐, 2‐, 3‐, 4 ‐and 5‐day post‐challenge compared with the negative control (GCRV challenge without EGCG treatment). The safety of EGCG compound products on cell survival was studied using four fish cell lines; we did not detect a significant change in cell viability within 24 hours of EGCG incubation. We also evaluated toxicity and concentrations of malondialdehyde (MDA), glutathione (GSH) and lysozyme (LZM) in the grass carp, and the results showed that even a high dose of EGCG did not induce toxicity. Following EGCG compound injection, the concentration of MDA decreased and the concentration of GSH and LZM increased compared with the control groups. We also detected EGCG concentration in grass carp plasma and kidney using HPLC with electrochemical detection after intraperitoneal injection at a dose of 150 mg/kg. The concentration of EGCG in the plasma and kidney reached the highest levels (20 μg/ml and 1.5 μg/ml) about 12 hr after injection and then decreased. Overall, EGCG is a safe, effective product that could inhibit GCRV infection and improve immunoactivity in aquaculture.     

基因Ⅱ型草鱼呼肠孤病毒病毒样颗粒的构建与鉴定

为研究II型草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus, GCRV)病毒样颗粒(viruses-like particles, VLPs)疫苗,本试验利用杆状病毒-昆虫细胞表达系统(baculovirus expression vector system, BEVS)将编码VP35蛋白的GCRV-S11基因克隆入杆状病毒载体pFastBacHTA^TM,然后将鉴定正确的重组质粒转化至DH10Bac感受态细胞,筛选得到重组穿梭质粒Bacmid-VP35。将穿梭质粒Bacmid-VP35以及实验室前期构建的重组穿梭质粒Bacmid-VP3、Bacmid-VP4分别转染sf9昆虫细胞获得重组杆状病毒pFHB-VP35、pFHB-VP3以及pFHB-VP4。利用Bac-PAK快速滴定试剂盒测定重组杆状病毒滴度,并通过间接免疫荧光(IFA)和Western Blot鉴定重组蛋白的表达情况。结果显示,本试验获得了较高滴度的重组杆状病毒,并且重组蛋白在杆状病毒感染的sf9昆虫细胞中正确表达。将成功表达的重组杆状病毒pFHB-VP35、pFHB-VP3以及pFHB-VP4共感染sf9细胞组装GCRV-VLPs,通过透射电镜(EM)进行检测。结果显示,GCRV的3个蛋白在sf9昆虫细胞中可以完成自我组装,形成与天然病毒结构形似的VLPs,直径大小为65-72nm。本试验结果为进一步研制安全、高效的GCRV-VLPs疫苗奠定基础。     

基因Ⅰ型草鱼呼肠孤病毒TaqMan Real-Time PCR检测方法的建立及应用

为了建立和应用可检测基因Ⅰ型草鱼呼肠孤病毒(GCRV)的荧光定量检测方法,实验根据基因Ⅰ型GCRV的S6保守序列,分别设计扩增目的条带661 bp普通引物(P1、P2)、扩增目的条带159 bp荧光定量引物(F1、F2)和一条探针;同时构建含有目的片段的PVAX1-S6作为标准质粒,10倍梯度稀释构建质粒拷贝数与Ct值的标准曲线(Y=-3.389X+38.076)。结果表明,此方法在3.9×107~3.9×101拷贝/μL之间相关性较好,R2为0.992,最小检测量为4拷贝/μL;且与基因Ⅱ型、Ⅲ型GCRV以及其他病原核酸无交叉反应。运用该方法检测16份草鱼出血病疑似样品,阳性结果为4份;而普通PCR检测仅2份显示阳性。本研究建立了针对基因Ⅰ型GCRV的荧光定量检测方法,具有高效、特异、灵敏、可重复性强的优点,适合于目前基因Ⅰ型GCRV的临床快速检测和病毒定量分析。     

In vivo antiviral efficacy of moroxydine hydrochloride against grass carp reovirus and the drug safety assessment

Our previous studies have verified that moroxydine hydrochloride (Mor) could inhibit replication of grass carp reovirus (GCRV) and suppress apoptosis of Ctenopharyngodon idella kidney cells, but be lack of information whether exists on antiviral activity in vivo. The paper was undertaken to explore the antiviral response of Mor against GCRV in grass carp and investigate the safety of drug for aquatic organisms. The results showed that injection treatment of Mor could more effectively inhibit GCRV replication than immersion administration. All the RNA systheses of vp3 and vp6 on day 7 in head kidney, gill, hepatopancreas and dorsal muscle in the Mor injection group were lesser than 0.07‐fold than that of in control group. And the GCRV‐inducing grass carp mortality was effectively controlled within 7 days post Mor injection therapy. Additionally, the reduction of superoxide dismutase activity, total antioxidant capacity and catalase activity in serum was effectively controlled by Mor. Moreover, drug safety assessment results showed that 500 mg/L of Mor was safe to C. idella, Bacillus subtilis, Chlorella vulgaris and Tetrahymena thermophila, which was far higher than the therapeutic concentration. The present study proved Mor as harmless formulations or products had potential value in the control of GCRV in aquaculture, with the advantage of super in vivo antiviral activity and environmental safety.     

草鱼呼肠孤病毒HZ08株抗体IPMA检测方法的建立及应用

为建立一种检测草鱼呼肠孤病毒HZ08株(HZ08)抗体的免疫学方法,本实验以接种HZ08病毒的细胞培养板为抗原板,以免疫弱毒疫苗的草鱼血清为抗体,通过反应条件优化,建立了检测GCRV HZ08血清抗体的免疫过氧化物酶单层细胞实验(IPMA)方法,并对该方法特异性、敏感性、重复性、与ELISA检测结果的符合率及对临床血清样品的检测效果等进行了验证。结果显示,HZ08株种毒按照1×103拷贝/μL浓度接种后72h固定,HRP-Ig G二抗1∶1000稀释,待检血清1∶100稀释时效果最佳;该IPMA方法与草鱼阴性血清、免疫细菌三联疫苗的草鱼血清、感染GCRV JX0901(GCRVⅠ型)的草鱼血清无交叉反应;GCRV HZ08株阳性血清稀释至1∶800时仍能检出;批内和批间重复性实验显示,该方法具有良好的重复性;符合性实验结果显示,该IPMA方法与ELSIA方法的阳性和阴性符合率分别为95.7%和87.5%;用建立的IPMA方法检测草鱼出血病弱毒疫苗免疫草鱼,免疫2周后抗体水平达到峰值;对现地送检的126份草鱼血清样本进行检测,平均检出阳性率为72.2%。研究表明,建立的HZ08株IPMA方法特异性强、重复性好、敏感性高,为GCRVⅡ型的流行病学调查、疫苗免疫效果评价及抗原抗体检测提供了一种有效的检测手段。     

Generation and characterization of aptamers against grass carp reovirus infection for the development of rapid detection assay

Grass carp reovirus (GCRV) causes devastating viral haemorrhagic disease in farmed grass carp (Ctenopharyngon idellus). As novel molecular probes, aptamers have been widely applied in rapid diagnosis and efficient therapies against virus or diseases. In this study, three single‐stranded DNA (ssDNA) aptamers were selected against GCRV‐infected CIK cells via SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment technology). Secondary structures predicted by MFOLD indicated that aptamers formed stem‐loop structures, and GVI‐11 had the lowest ΔG value of ?30.84 KJ/mol. Three aptamers could specifically recognize GCRV‐infected CIK cells, with calculated dissociation constants (Kd) of 220.86, 176.63 and 278.66 nM for aptamers GVI‐1, GVI‐7 and GVI‐11, respectively, which indicated that they could serve as specific delivery system for antiviral therapies. The targets of aptamers GVI‐1, GVI‐7 and GVI‐11 on the surface of GCRV‐infected cells could be membrane proteins, which were trypsin‐sensitive. Furthermore, FAM‐labelled aptamer GVI‐7 could be applied to detect GCRV infection in vivo. It is the first time to generate and characterize aptamers against GCRV‐infected cells. These aptamers have great potentials in development of rapid diagnosis technology and antiviral agents against GCRV infection in aquaculture.     

草鱼出血病病毒VP6蛋白的原核表达、纯化及免疫效果

为了探讨草鱼出血病病毒(GCRV)VP6亚单位疫苗对草鱼出血病的免疫保护作用,将vp6基因克隆进原核表达载体pET-28a(+),构建了重组质粒pET28a(+)-VP6。SDS-PAGE和Western-blotting显示,重组VP6蛋白的分子量约为43 ku,主要以包涵体形式存在,重组蛋白占菌体总蛋白的20%左右;Ni2+柱纯化后的重组蛋白,以每尾500μg肌肉注射免疫草鱼(14～20 cm,60～120 g),并在第14、21、28、49、70天通过间接凝集反应检测抗体水平,结果显示,免疫注射后第14天可检测到鱼体产生的特异性抗体,第21天达到最高峰,第70天仍可检测到抗体的存在;免疫注射第21天人工接种GCRV,免疫后的草鱼对出血病的保护力达100%。     

草鱼呼肠孤病毒纤维蛋白VP56与草鱼GRP78蛋白互作诱导内质网应激

为了阐明草鱼呼肠孤病毒(GCRV)的感染机制,深入探究VP56 (Ⅱ型和Ⅲ型GCRV特有的纤维蛋白)与宿主细胞蛋白的相互作用。实验通过免疫共沉淀(co-IP)发现,VP56与细胞内定位于内质网的分子伴侣蛋白葡萄糖调节蛋白78 (GRP78)发生相互作用。而后,VP56与GRP78的互作通过基于远红外红色荧光蛋白mNeptune的双分子荧光互补系统(BiFC)得到验证。在VP56稳定表达的草鱼肾细胞系(CIK)中,相较于CIK细胞,内质网则形态发生巨大变化,产生肿胀、扩张、脱粒等现象,说明VP56激活内质网应激。通过对内质网应激下游转录因子的mRNA水平检测,发现VP56激活活化转录因子6 (ATF6)介导的信号转导途径,激活非折叠蛋白反应。研究表明,GCRV-Ⅱ感染过程中破坏了细胞稳态、激活内质网应激。本研究为GCRV感染机制和抗GCRV病毒研究提供了新思路,揭示了一种新的病毒逃逸机制,有助于淡水养殖产业中草鱼出血病的防控。     

草鱼呼肠孤病毒HZ08株S10编码蛋白多克隆抗体制备及其特性分析

为研究草鱼呼肠孤病毒(GCRV)HZ08株S10基因节段编码蛋白的可能功能,采用PCR方法扩增草鱼呼肠孤病毒HZ08株S10基因节段,并把该基因节段克隆至表达载体pET-32a(+),获得的重组表达载体pET-32a-S10转化到大肠杆菌BL21(DE3)菌株,用IPTG诱导表达,表达产物通过SDS-PAGE分析鉴定后,再通过变性、过Ni柱纯化、透析复性纯化获得目的蛋白。然后用纯化的重组蛋白免疫昆明小白鼠,制得多克隆抗体,用间接ELISA方法测定抗体效价,用Western blot和IFA(间接免疫荧光试验)鉴定抗体特异性。结果表明,SDS-PAGE分析表达的重组蛋白约为53 ku,大小与预期相符,目的蛋白主要存在于包涵体中;过Ni柱纯化、透析复性纯化后的重组蛋白纯度可达97.4%;间接ELISA测得制备的多克隆抗体效价约为1∶106,Western blot和IFA结果显示,制备的多克隆抗体能识别HZ08毒株,表明S10编码蛋白为GCRV-HZ08株的结构蛋白。     

Ⅱ型草鱼呼肠孤病毒VP4、VP35蛋白多克隆抗体制备及其免疫原性分析

为建立针对Ⅱ型草鱼呼肠孤病毒(GCRV)的血清学检测方法,分别构建了GCRV JX02株外衣壳蛋白VP4、VP35的原核重组表达质粒PGEX-4T-3-S6、PGEX-4T-3-S11,用纯化的重组蛋白r VP4、r VP35分别免疫小鼠制得相应的多克隆抗体,用间接ELISA方法测定2种抗体的效价,用Western Blot鉴定抗体的特异性。SDS-PAGE分析细菌表达的r VP4、r VP35大小分别约为98ku和61ku,且都主要以包涵体的形式存在;间接ELISA方法测定制备的抗体效价分别约为1:4×105和1:106;Western Blot结果显示,制备的2种多克隆抗体都既能够识别原核表达的重组蛋白,又能够识别JX02毒株上的对应蛋白,并且发现感染JX02的草鱼血清中存在结合VP4、VP35的相应抗体。本研究制备的2种多克隆抗体都具有良好的生物学特性,并且这2种重组蛋白作为相应抗体捕获原可以用于通过检测抗病毒抗体来确诊草鱼是否感染Ⅱ型GCRV。本研究将为GCRV主要流行株血清学检测方法的建立以及VP4、VP35蛋白相关功能研究奠定基础。     

草鱼呼肠孤病毒逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测方法的建立

根据草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus,GCRV)衣壳蛋白VP6编码基因的序列设计特异性引物,以病毒全基因组RNA为模板,通过对反应条件进行优化,建立了GCRV的逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测方法。检测结果表明,本方法可在63℃下1 h内实现靶片段的大量扩增,扩增产物经凝胶电泳呈现梯型条带,反应体系中添加SYBR Green I荧光染料后,绿色阳性结果明显区别于橙色阴性结果。该检测体系针对草鱼呼肠孤病毒的检测灵敏度高,其最低检测限为33 pg,与常规RT-PCR方法相比较,灵敏度高10倍,且与斑点叉尾鮰呼肠孤病毒(CCRV)、鲤春病毒血症病毒(SVCV)、锦鲤疱疹病毒(KHV)、大鲵虹彩病毒(GSIV)等无交叉反应。该方法灵敏度及特异性高,且不需昂贵仪器设备,为快速检测草鱼呼肠孤病毒与诊断草鱼出血病提供了简捷快速的技术手段。     

草鱼呼肠孤病毒逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测方法的建立

根据草鱼呼肠孤病毒 (grass carp reovirus, GCRV)衣壳蛋白VP6编码基因的序列设计特异性引物, 以病毒全基因组RNA为模板, 通过对反应条件进行优化, 建立了GCRV的逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测方法。检测结果表明, 本方法可在63℃下1 h内实现靶片段的大量扩增, 扩增产物经凝胶电泳呈现梯型条带, 反应体系中添加SYBR Green I 荧光染料后, 绿色阳性结果明显区别于橙色阴性结果。该检测体系针对草鱼呼肠孤病毒的检测灵敏度高, 其最低检测限为33 pg, 与常规RT-PCR方法相比较, 灵敏度高10倍, 且与斑点叉尾鮰呼肠孤病毒(CCRV)、鲤春病毒血症病毒(SVCV)、锦鲤疱疹病毒(KHV)、大鲵虹彩病毒(GSIV)等无交叉反应。该方法灵敏度及特异性高, 且不需昂贵仪器设备, 为快速检测草鱼呼肠孤病毒与诊断草鱼出血病提供了简捷快速的技术手段。

     

两株草鱼呼肠孤病毒江西株的分离与鉴定

对从江西省南昌县莲塘镇的患病草鱼鱼种池塘采集到草鱼出血病疑似病样材料分离出的两株病毒株进行了鉴定。结果显示:用除菌过滤后的患病鱼肝脏、脾脏、肾脏组织浆滤液腹腔注射感染8～10 cm健康草鱼鱼种,5 d后试验鱼发病,可复制出自然发病症状,死亡率达50%以上,对照组未有死亡。用病样滤液接种草鱼肾细胞系(CIK),可产生细胞病变效应(CPE),病毒的TCID50分别为10-8.3/0.1 mL和10-8.0/0.1 mL。理化特性研究结果显示:氯仿、乙醚处理组病毒的感染力和对照组相比变化不显著。病毒基因组RT-PCR反应可扩增出目的片段,序列测定与分析结果表明,其与GenBank中GCRV(登录号为AF403392,AF239175)相应序列的同源性达99%以上。     

草鱼C1qC基因的克隆及表达分析

为了研究C1qC基因在草鱼(Ctenopharyngodon idella)免疫过程中所起的作用,利用RT-PCR和RACE方法克隆获得了C1qC基因cDNA全长序列,经序列分析表明,所克隆的C1qC cDNA全长为916 bp,包括开放阅读框(open reading frame,ORF)735 bp,5′端非编码区(untranslated region,UTR)89 bp和3′端非编码区(UTR)92 bp。735 bp的ORF共编码244个氨基酸,相对分子量为26 162.5 U。同源性分析表明,草鱼与斑马鱼(Danio rerio)的相似度最高,达到71%。经草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus,GCRV)诱导后,草鱼C1qC基因在鳃、皮肤、肌肉、肝、中肾、心脏、头肾等组织中的mRNA表达水平均显著上调。在草鱼胚胎发育的各个阶段都能检测到C1qC mRNA的表达,说明该基因可能在草鱼胚胎和鱼苗的免疫反应和早期发育中起重要作用。本研究将为今后在草鱼免疫功能方面深入研究C1qC基因提供基础资料。     

草鱼成纤维细胞gcngr1基因的表达分析

Ngr1(nogo-66 receptor)是在哺乳类上发现的一种神经元受体,可调节轴突的可塑性并抑制损伤中枢神经系统(CNS)的再生,最新研究还发现它是哺乳动物呼肠孤病毒(mammalian reovirus)的神经受体。草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus,GCRV)可引发草鱼(Ctenopharyngodon idellus)出血病导致高死亡率,开展GCRV受体相关研究可有助于了解病毒的致病机制。该研究在草鱼吻端成纤维细胞(PSF)中克隆到草鱼ngr1 c DNA序列(下文简称为gcngr1),发现其与哺乳动物呼肠孤病毒神经受体基因Ngr1有相似的结构序列;采用q RT-PCR方法检测该基因在PSF细胞的表达情况,结果显示受草鱼呼肠孤病毒(GCRV-GD108株)感染后gcngr1 m RNA的表达量显著上升,与病毒的增殖趋势基本一致;病毒经病毒抗体孵育后再感染PSF细胞,细胞中病毒的增殖水平下降,gcngr1m RNA的表达量也显著下降。该研究结果提示gcngr1与病毒的感染相关,为进一步分析gcngr1是否为GCRV神经元受体提供依据。     

草鱼贮藏过程中导电特性变化规律的研究

运用物理特性-伏安法测定了不同频率下冰鲜和解冻草鱼的阻抗,分析在不同贮藏时间下阻抗的相对变化值(Q值)的变化特点。结果显示:从1 kHz增大到10 kHz,冰鲜和解冻草鱼的阻抗均随着频率的增大而减小,冰鲜草鱼的阻抗相对变化值(Q值)明显大于解冻草鱼。冰鲜草鱼在第1、2、4、7、10天的阻抗相对变化Q值分别为:28.89%、25.10%、17.01%、11.65%、10.37%,而冷冻7、14、30 d后解冻草鱼的最大Q值分别为4.34%、4.18%、4.63%。结果表明:以Q值10%为界限,快速鉴定冰鲜草鱼和解冻草鱼是基本可行的。     

初探母源免疫处理草鱼母本及其子代5种免疫因子含量的周年变化规律

为探究草鱼母源免疫因子传递特性,实验借助酶联免疫吸附实验(ELISA)和实时荧光定量PCR (qPCR)技术分别检测分析了草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus, GCRV)弱毒疫苗免疫草鱼母本及其子代(即母源免疫子代)早期胚胎阶段至1龄期间5种免疫因子(IgM、C3、LZM、MBL和Bf)蛋白活性和基因表达水平的周年变化规律。结果显示,草鱼母本经GCRV弱毒疫苗免疫后,血液中5种免疫因子蛋白活性及基因表达水平在产卵期均显著高于对照组1.5倍以上,至免疫后第11个月与对照组无显著差异。母源免疫子代发育至水花(4 d)时,IgM、C3、MBL和Bf的基因表达水平均高于对照组;发育至乌仔(15 d)时,IgM、C3和Bf的蛋白活性水平均略高于对照组;发育至5～11月龄时,5种免疫因子在肝脏、脾脏、肾脏和头肾等免疫器官中仍存在高表达。研究表明,GCRV弱毒疫苗促使母源免疫因子在亲本和子代体内富集表达具有一定的时效性,最长可维持至11个月,为实际生产中草鱼母本疫苗免疫程序的制定提供参考依据。     

草鱼的两种新型免疫球蛋白基因IgZ-2和IgM-IgZ

在草鱼中新发现的两种免疫球蛋白重链的cDNA和基因组序列,其中的一种IgZ命名为IgZ-2,以区别于已报道的IgZ,另一种只有两个恒定区,一个恒定区与IgM相似而另一个与IgZ相似,这一特征与已报道的鲤的IgM-IgZ相似,故同样称为IgM-IgZ。分泌型IgZ-2的cDNA序列包含1889bp,编码539个氨基酸,其3'编码区包含267bp,但缺乏5'非编码区及部分可变区序列。分泌型IgM-IgZ的cDNA全长为1316bp,编码361个氨基酸,其5'非编码区包含3bp,3'非编码区包含227bp。膜结合型IgM-IgZ由两个膜外显子与CH2中的一个剪切位点剪切而成。氨基酸序列比对结果显示IgZ-2和IgM-IgZ的恒定区存在保守的半胱氨酸。系统进化树分析显示,草鱼IgZ-2以较高的支持率与斑马鱼IgZ聚为一枝,再与草鱼IgZ、草鱼IgM-IgZ和鲤IgM-IgZ这一枝聚为一类。用半定量RT-PCR检测IgZ-2和IgM-IgZ在4条草鱼的器官/组织中的表达,发现分泌型IgZ-2、分泌型IgM-IgZ和膜结合型IgM-IgZ在4条鱼中的表达存在个体差异,但主要都在免疫器官中表达。