PRRSV分子流行病学调查及病毒在IFNAR1敲除的Marc-145细胞系中的复制研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:conanjunn
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猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome PRRS)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus PRRSV)感染引发的一种严重的病毒性传染病。该病特点为严重的繁殖障碍、呼吸道疾病、生长迟缓以及死亡率增加。猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhea,PED)是由猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)感染而导致宿主发生急性腹泻、脱水、呕吐等症状的一种高传染性的肠道疾病。随着近年来PRRSV与PEDV在许多国家的爆发,已经给世界范围内的养猪业带来了巨大的危害,据相关文献报道在体外细胞培养PRRSV与PEDV,两者都可以在细胞感染后期诱导IFN的表达。干扰素是宿主为了抵御病毒入侵由宿主天然免疫应答产生的细胞因子。可诱导宿主的强抗病毒状态。干扰素与细胞膜上的干扰素受体结合后,会活化细胞JAK-STAT信号传导通路上的蛋白分子来调节细胞的生长与分化,发挥抗病毒效应以及免疫反应等效应。为了解PRRSV在我国广东省的流行情况,筛选合适的PRRSV疫苗。本研究利用RT-PCR方法对来自广东省119份样品进行PRRSV检测,结果发现42份样品为阳性。阳性率为35.3%。对部分阳性样品的ORF5和Nsp2基因进行RT-PCR扩增和测序,获得ORF5序列18株,Nsp2序列12株。对获得的18株毒株的ORF5序列和12株毒株的Nsp2序列进行氨基酸序列和核苷酸序列同源性分析发现,18株毒株的ORF5核苷酸序列同源性为83.3%-100%,氨基酸序列同源性为83.5%-96.3%。Nsp2核苷酸序列同源性为49.7%-96.6%,氨基酸序列同源性为57.9%-99.7%。对获得毒株的ORF5基因做基因遗传进化分析,有8株属于Lineage8.7(高致病性毒株JAX1)分支,有5株处于Lineage1(NADC30-like)分支,5株属于Lineage3分支。对Nsp2基因做基因遗传进化分析,有7株属于Lineage8.7(高致病性毒株JAX1)分支,有4株处于Lineage1(NADC30-like)分支,1株属于Lineage3分支。其中前期检测的毒株多为Lineage8.7亚群毒株,后期检测到的毒株多为Lineage1和Lineage3亚群毒株。对Nsp2高变异区进行氨基酸序列对比发现,有多株毒株在Nsp2高变异区域有NADC30毒株和高致病性毒株氨基酸缺失的特点。IFNAR1是由Ⅰ型干扰素介导的JAK-STAT信号通路的上游受体。设想通过敲除Marc-145细胞(非洲绿猴胚肾细胞)的IFNAR1,阻断JAK-STAT信号通路的传导,可促进病毒在细胞上的增殖复制,提高PRRSV与PEDV在体外培养的病毒滴度。通过CRISPR/Cas9技术敲除Marc-145细胞上的IFNAR1,最终获得了5株纯合的IFNAR1缺失的Marc-145细胞系。在基因水平上对KO细胞进行鉴定,5个细胞系分的IFNAR1序列别有不同碱基数量的缺失。随后用Westernblot鉴定STAT1以及p STAT1证明敲除的细胞系中IFN-β介导的JAK-STAT信号通路传导受阻。为探究Marc-145细胞IFNAR1敲除后对PRRSV以及PEDV复制的影响,对KO细胞系和WT细胞系进行PRRSV和PEDV接毒,通过q PCR、IFA、TCID50、Westernblot等技术对病毒在两种细胞系上的复制情况进行对比,q PCR结果表明KO细胞系在12h、24h、48h时间点PRRSV的N基因表达量均低于WT细胞系。在24h、48h、72h时间点测定的PEDV的N基因的表达量同样是KO细胞系较低。IFA结果表明PRRSV N蛋白和PEDV N蛋白荧光量在KO细胞系明显少于WT细胞系。其中PEDV被抑制的更为明显。Westernblot结果显示WTMarc-145细胞感染PEDV后N蛋白表达量大于KOMarc-145细胞PEDV N蛋白表达量。这些结果表明PRRSV以及PEDV在本研究构建的IFNAR1敲除的Marc-145细胞系上的复制被抑制。通过对我国广东省PRRSV流行病学调查发现我国广东省流行的毒株类型复杂多样,但毒株类型的变异趋势是由高致病性毒株转向NADC30-like毒株以及QYYZ-like毒株。为该病选择选用适合的疫苗提供科学理论依据。通过CRISPR/Cas9技术敲除Marc-145细胞的IFNAR1发现,PRRSV和PEDV在IFNAR1敲除的Marc-145细胞系上复制被抑制。
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