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[目的]
近年来,禽流感在世界各地不断暴发,已经给禽养殖业造成巨大的损失。而且越来越多的患者也被确诊直接感染了禽流感病毒,提醒我们禽流感病毒已经严重威胁到人类的健康。研究表明,禽流感病毒的毒力与其NS1蛋白密切相关,对NS1蛋白功能的深入研究有助于了解禽流感病毒致病性增强的机制,为防止流感大流行提供依据。因此,本研究拟克隆、修饰禽流感病毒ns1基因并转染真核细胞,观察其对细胞干扰素-β(IFN-β)表达水平和细胞凋亡的影响。
[方法]
1.将A/Duck/Shantou/2088/01(H9N2)病毒株ns1基因克隆至原核表达载体pGEX-4T-3,转化BL21(DE3)宿主菌,IPTG诱导表达融合蛋白GST-NS1。用纯化的融合蛋白免疫BALB/c小鼠,制备多克隆抗体。
2.运用DNAman软件对Genebank登录的H5N1亚型不同病毒株的ns1基因进行同源性分析,之后采用多重PCR方法对ns1基因进行修饰,引入缺失的15个核苷酸。
3.将H9N2和HSN1病毒株的ns1基因以及修饰后的ns1基因重组入真核荧光表达载体pIRES2-EGFP,脂质体转染293A细胞,RT-PCR及Western blotting检测ns1基因的表达。
4.转染后36h加入聚肌胞苷酸诱导7h,real time RT-PCR检测细胞中IFN-β表达水平。将重组真核表达载体转染A549细胞48h,荧光显微镜、Hochest 33342染色及DNA ladder观察细胞凋亡情况。
[结果]
1.在原核细胞中以可溶形式表达出H9亚型GST-NS1融合蛋白,表达量占细菌总蛋白15%~20%。制备的多克隆抗体可与NS1蛋白特异性结合,抗血清效价为1:51200。
2.对H5N1亚型分离株,ns1基因的分析显示,除了在238-252位存在15个核苷酸缺失外,ns1基因核苷酸序列的同源性大于90%。采用多重PCR方法成功引入了缺失的15个核苷酸。
3.得到重组真核载体pIRES2/ns1(2088)、pIRES2/ns1(852)和pIRES2/ns1(852+15bp),转染293A细胞并表达NS1蛋白。
4.real time RT-PCR结果显示:三种NS1蛋白均能明显降低宿主细胞中IFN-β的表达水平,其中野生型H5亚型NS1蛋白抑制能力最强,H9亚型NS1蛋白最弱,修饰后NS1蛋白居中。
5.重组真核表达载体转染A549细胞48h后,荧光显微镜观察和DNA ladder分析均可见细胞凋亡发生,但三种NS1蛋白引起的凋亡无明显差别。
[结论]
NS1蛋白功能与病毒株的毒力相关。H5N1亚型病毒株的NS1蛋白能更有效地抵抗宿主细胞中IFN-β的表达,有利于病毒在细胞中的复制和扩散。而且修饰后的NS1蛋白抵抗干扰素表达的能力低于野生型H5N1的NS1蛋白,提示近年来流行的野生型H5N1亚型禽流感病毒正通过改变NS1蛋白的功能来抵抗宿主细胞的干扰素水平,从而逃避宿主的抗病毒免疫反应,增强其致病性。该研究结果是对ns1基因缺失的15个核苷酸功能的首次报导。
H5N1和H9N2亚型病毒株的NS1蛋白均能诱导宿主细胞的凋亡,但不同病毒株之间未见明显差异,说明除流感病毒NS1蛋白外,还有其他因素(包括病毒和宿主两个方面)参与了诱导细胞凋亡的过程。诱导细胞凋亡与病毒毒力之间的关系还有待进一步研究。
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