真菌病毒AfPV1及卫星RNA对黄曲霉致病力的影响

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目的:研究卫星RNA和真菌病毒AfPV1对黄曲霉(Aspergillus flavus,A.flavus)致病力的影响,探讨病毒AfPV1治疗A.flavus感染的可能性。方法:利用RNA酶III、DNA酶I、S1酶消化基因组,鉴定卫星RNA和真菌病毒AfPV1的核酸类型;通过Northern杂交检测和验证A.flavus菌株中是否携带病毒AfPV1和卫星RNA;结合扫描和透射电镜技术比较观察卫星RNA和真菌病毒AfPV1对A.flavus孢子和细胞超微结构的影响;将A.flavus孢子接种到含有细胞壁胁迫应激试剂(CR)、渗透压胁迫试剂(Na Cl)和氧化试剂H2O2的YGM培养基上,30°C黑暗培养5 d,每天测量菌落生长直径检测卫星RNA和真菌病毒AfPV1对A.flavus抗压力的影响;通过紫外线照射SDA培养基上的A.flavus孢子,30°C黑暗培养48 h后进行菌落计数检测卫星RNA和真菌病毒AfPV1对A.flavus抗紫外照射的影响。卫星RNA和真菌病毒AfPV1对A.flavus致病力影响检测:(1)动物实验:用不同浓度环磷酰胺腹腔注射Institute of Cancer Research(ICR)小鼠,根据白细胞的数量判断小鼠免疫抑制程度;通过滴鼻和尾静脉两种感染方法接种不同浓度的A.flavus孢子量,统计14 d以内小鼠的死亡率,确定A.flavus最佳的孢子接种量;采用苏木精和伊红(HE)染色检测小鼠组织的病理学特征,采用六胺银染色检测小鼠组织菌丝形成情况,并结合小鼠组织的菌落负荷量和小鼠死亡率,确定A.flavus感染严重程度。(2)细胞实验:A.flavus孢子与巨噬细胞(RAW264.7)和人肺上皮细胞(A549)共培养,再进行菌落计数比较A.flavus孢子死亡率和黏附水平;通过A.flavus孢子与巨噬细胞(RAW264.7)共培养后收集上清进行ELISA检测A.flavus诱导巨噬细胞产生的白介素-10、白介素-6、白介素-1β、干扰素-β、肿瘤坏死因子-α。(3)昆虫实验:大蜡螟幼虫接种A.flavus孢子后于37°C黑暗环境培养5 d,每天监测各组大蜡螟幼虫的体表颜色、应对刺激反馈及存活情况,采用生存曲线评价A.flavus的致病力强弱;取感染A.flavus后48 h大蜡螟幼虫和同时相点UTC组大蜡螟幼虫,采用苏木精和曙红(HE)染色检测幼虫虫体组织的病理学特征,采用六胺银染色检测幼虫体腔内菌丝形成情况,二者结合判断幼虫感染A.flavus是否成功。(4)植物实验:不同浓度和不同A.flavus菌株的孢子分别侵染玉米,30°C黑暗环境培养7 d后,感染的玉米粒经10 m L PBS(含0.1%吐温80)漩涡震荡,收取分生孢子,进行孢子计数差异性分析。结果:真菌病毒AfPV1和卫星RNA为双链(ds)RNA病毒;真菌病毒AfPV1感染A.flavus后分生孢子头变小,产孢量减小,同时导致A.flavus细胞中出现异常的液泡,但是卫星RNA能够缓解这些影响的症状。A.flavus抵抗压力分析显示:真菌病毒AfPV1减弱了A.flavus对渗透、氧化和紫外线的抵抗压力,但AfPV1对细胞壁抗压能力没有影响;卫星RNA能一定程度的恢复AfPV1介导的这些症状。致病力检测:(1)动物实验:腹腔注射环磷酰胺的浓度为250 mg/kg时,能够达到免疫抑制水平;小鼠组织真菌负荷和病理组织切片观察显示A.flavus成功感染接种ICR小鼠组织;在滴鼻接种模型中,A.flavus的孢子接种量为40μL(1×10~6CFU/m L)时比较合适评价A.flavus菌株之间致病力的差异;在尾静脉接种的模型中,A.flavus的孢子接种量在50μL(1×10~6CFU/m L)比较合适评价A.flavus菌株之间致病力的差异;真菌病毒AfPV1能够引起A.flavus对小鼠的致病力下降,卫星RNA能一定程度恢复A.flavus的致病力。(2)细胞实验:真菌病毒AfPV1的感染能够引起A.flavus对人肺上皮细胞A549的黏附能力降低,同时降低A.flavus抵抗巨噬细胞杀灭能力,而卫星RNA也可以缓解这些症状;A.flavus感染后,巨噬细胞易于产生肿瘤坏死因子-α炎症因子,但真菌病毒AfPV1感染A.flavus会导致巨噬细胞有增加肿瘤坏死因子-α的产生趋势。(3)昆虫实验:大蜡螟幼虫黑化,其黑化程度与感染A.flavus的孢子量10,10~2,10~3,10~4,10~5,10~6spores/larva无明显相关性,组织病理检查可见幼虫体腔结构破坏,真菌菌丝在幼虫体内定植,表明A.flavus感染模型构建成功;1×10~4spores/larva的接种量比较适合评价A.flavus菌株之间致病力的差异;真菌病毒AfPV1降低了宿主A.flavus对大蜡螟的致病力,而卫星RNA能够一定程度恢复的A.flavus致病力。(4)植物实验:在低浓度(10~3、10~4)A.flavus孢子侵染玉米时,真菌病毒AfPV1和卫星RNA对A.flavus的影响不大;在感染浓度为10~5、10~6、10~7、10~8时,真菌病毒AfPV1能够明显降低A.flavus的致病力,但卫星RNA可以明显的恢复A.flavus的致病力。结论:1.真菌病毒AfPV1的感染能够改变了A.flavus的菌落形态,减少了分生孢子数量,导致产生了A.flavus细胞中异常的液泡,降低了A.flavus对渗透、氧化和紫外线胁迫压力的抵抗能力。2.真菌病毒AfPV1减少了分生孢子对宿主上皮细胞(A549)的粘附能力和降低了分生孢子抵抗巨噬细胞(RAW264.7)杀灭能力。3.真菌病毒AfPV1能够降低A.flavus的致病力,治疗A.flavus的感染有一定的潜力。4.卫星RNA(ds RNA 4)可以缓解病毒AfPV1对宿主A.flavus介导的症状。
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