不同致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒感染宿主细胞差异表达蛋白的鉴定和分析

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuzhoucumt
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猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)由猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)引起,以母猪繁殖障碍和仔猪呼吸疾病为特征,是危害世界养猪业最严重的疫病之一。我国于1995年首次暴发此病,2006年再次暴发高致病性猪繁殖与呼吸综合征(highly pathogenic PRRS, HP-PRRS),此病在各年龄猪群中发病率和死亡率都显著升高,但是对于HP-PRRSV致病性增强的机制至今尚未完全清楚。本研究利用蛋白质组学技术研究和分析不同致病性PRRSV感染宿主细胞后细胞内蛋白的变化,寻找与PRRSV致病性相关的分子因素。首先我们对PRRSV强、弱毒株在PAM和Marc-145细胞上的增殖特性进行了比较研究。细胞病变观察和间接免疫荧光检测结果显示,二者在体外均可以感染PAM细胞,其中强毒HuN4株感染PAM细胞CPE较为明显。比较HuN4株与HuN4-F112株在PAM细胞和Marc-145细胞的生长曲线,结果显示强、弱毒在PAM细胞和Marc-145细胞生长趋势存在明显差异,其中强毒HuN4株在PAM细胞上增殖能力明显强于弱毒株,而弱毒HuN4-F112株在Marc-145细胞上的增殖能力明显强于其在PAM细胞上的增殖能力,表明PRRSV强毒株对靶细胞PAM的感染能力较强,弱毒株对其感染能力相对较弱,这为深入了解PRRSV强、弱毒株的致病性差异奠定了基础。在体外,我们分别用103TCID50强毒HuN4株和弱毒HuN4-F112株接种PAM细胞,感染后48h收集细胞总蛋白,进行荧光双向差异凝胶电泳(2D-DIGE)分析,结果表明,153个蛋白点的表达量存在显著性差异(p<0.01),同时完成了其中32个差异表达蛋白点的质谱分析,并应用Blast2GO软件对其进行了基因注释和功能分类,注释后的已知基因功能短语被分为三大类,分别为生物学加工(65.1%)、分子功能(16.3%)和细胞成分(18.6%)。其后我们利用荧光定量RT-PCR方法对部分蛋白转录水平的变化进行了验证,结果显示,HuN4株感染后PKM2呈上调表达,而HuN4-F112株感染后则为下调表达,推测强毒HuN4株感染后PKM2上调表达可以为病毒复制提供充足的能量,进而有利于强毒株的复制。HSBP1在HuN4株感染后呈上调表达,HuN4-F112株感染后呈下调表达,推测HuN4株感染后该蛋白上调表达抑制了PAM细胞凋亡,进而有利于强毒株在细胞内的大量复制。PARK7在HuN4-F112株感染后上调表达,推测其可能与HuN4株、HuN4-F112株引起不同程度的病理变化有关。PMSA6在HuN4株感染后上调表达,在HuN4-F112株感染后下调表达,我们推测该蛋白的差异表达可通过参与UPP通路使HuN4株和HuN4-F112株在PAM细胞上的复制能力表现为不同。同样,我们用103TCID50的强毒HuN4株和弱毒HuN4-F112株分别接种Marc-145细胞,感染后48h收集细胞总蛋白,然后进行2D-DIGE和质谱分析,结果表明,我们成功鉴定了46个显著性差异表达蛋白(p<0.01)。应用Blast2GO软件进行了基因注释和功能分类,注释后的已知基因功能短语被分为生物学加工、分子功能和细胞成分三大类。利用蛋白质印迹进一步验证了差异表达蛋白的变化,结果表明,hnRNPK在HuN4-F112株感染后明显下调表达,而HuN4株感染后则略有下调,我们推测hnRNPK的差异表达与PRRSV强/弱毒在Marc-145细胞上的复制能力不同相关。HSPA9在HuN4-F112株感染后呈明显下调表达,而HuN4株感染后则略有上调表达,我们推测其可能与强/弱毒株引起Marc-145细胞凋亡的时间和程度不同有关。HuN4-F112株感染后CRT呈明显下调表达,而HuN4株感染后则下调趋势不明显,我们推测CRT的差异表达可能与强/弱毒的复制能力不同相关,进一步将CRT进行过量表达,结果我们首次通过试验证实过量表达的CRT能够明显抑制PRRSV的强/弱毒在Marc-145细胞上的复制,且该抑制能力呈剂量依赖性。通过上述研究,我们成功筛选和鉴定了强毒HuN4株与弱毒HuN4-F112株感染PAM细胞和Marc-145细胞后的差异表达蛋白,分析了部分差异表达蛋白与PRRSV强/弱毒之间致病能力不同的相关性,这为今后研究PRRSV强/弱毒株与宿主细胞之间的分子致病机制增添了新的数据信息。
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