PEDV分子流行病学调查及HSP90AB1蛋白对PEDV感染的研究

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猪流行性腹泻(Porcine Epidemic Diarrhea,PED)是一种急性、高度传染性和高病死率的肠道传染病,其病原体猪流行性腹泻病毒(Porcine Epidemic Diarrhea Virus,PEDV)属于尼多病毒目、冠状病毒科、冠状病毒属I群的成员,基因组为单股正链RNA。PEDV在遗传进化中会出现不同程度的变异,S基因可作为合适的遗传标记。2010年,一种新型PEDV在中国广泛流行,至今这种变异毒株已经流行于世界各国,传统的疫苗对新型PED的暴发并不能完全保护。PEDV除自身进化适应环境的变化外,细胞蛋白也是影响PEDV感染的重要因素。对PEDV进行分子流行病学调查、研究细胞蛋白对PEDV感染的影响,对于PEDV的预防与感染机制的了解具有重要意义。本研究的主要内容包括以下2个部分:(1)PEDV分子流行病学调查本实验对江苏及周边地区2014年~2018年1083份样品进行PEDV流行病学调查,选取49份PEDV阳性样品的完整S基因测序分析。通过本实验室建立的RT-PCR方法检测PEDV抗原,确定PEDV在各个年份及猪不同生长阶段的感染情况;通过软件MEGA绘制PEDV S基因遗传进化树,了解我国现流行毒株的亲缘关系;通过软件Meg Align和DNA MAN分析S基因同源性、氨基酸变异和抗原表位突变情况;在线网站预测S基因的重组形式。结果显示:江苏及周边地区2014年~2018年PEDV总体阳性率为32.04%(347/1083),哺乳仔猪与保育仔猪尤其多发;野毒株位于G2a、G2b和S-Indel亚群,36株属于流行毒株,13株属于经典毒株;野毒株核苷酸和氨基酸同源性分别为94.2%~100%和93.8%~100%;抗原表位变异主要位于COE区域和SS2,SS6和2C10相对保守;G1群与G2群毒株变异主要位于S基因N端,5株毒株(JSCZ1601、HB1619、HB1622、HB1601和HB1603)存在特异性的插入或缺失;特异性缺失毒株JSCZ1601全基因组测序得知,JSCZ1601的S基因和5’UTR发生变异;野毒株JSNJ1601和JSYC1601是重组毒株,流行参考毒株AH2012可能是由中国毒株JS-2004-2和韩国毒株KNU-0802重组所得,毒株JS-2004-2可能是流行毒株的起源。结果表明:我国猪群感染PEDV较为普遍,现流行的PEDV以变异毒株为主,与经典毒株遗传关系较远。在进化过程中,S基因出现新的插入或缺失,抗原表位氨基酸突变明显,不同群毒株之间存在重组现象。(2)HSP90AB1蛋白对PEDV感染的影响鉴于PEDV感染率高,变异程度大,为了解PEDV的感染机制,从蛋白质组学数据中筛选到热休克蛋白90AB1(Heat shock protein 90 k Da alpha,class B member 1,HSP90AB1),初步研究其对PEDV感染的影响。首先特异性小干扰RNA(Small interfering RNA,siRNA)干扰HSP90AB1的表达,初步判断HSP90AB1蛋白对PEDV复制的影响;然后使用CRISPR/Cas9技术敲除Vero-81细胞HSP90AB1基因,构建HSP90AB1敲除细胞系(HSP90AB1-KO);最后通过逆转录实时荧光定量PCR(quantitative real-time reverse transcription-PCR,RT-q PCR)及蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)实验,比较HSP90AB1-KO与Vero-81细胞系感染PEDV后不同时间点的病毒含量差异,确定HSP90AB1蛋白影响PEDV感染的环节。结果显示:siRNA干扰HSP90AB1的表达后,第24h时,siRNA组的PEDV核酸含量显著低于转染阴性siRNA组;第1h~18h,HSP90AB1-KO与Vero-81细胞内和上清中的PEDV核酸含量无显著差异;第24h~48h,HSP90AB1-KO细胞内PEDV核酸与N蛋白含量均显著少于Vero-81,HSP90AB1-KO细胞上清中的PEDV核酸含量显著高于Vero-81(P<0.05)。结果表明:HSP90AB1蛋白对PEDV入胞无影响,而促进PEDV在细胞内的复制,对PEDV的释放可能具有抑制作用。
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