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严重急性呼吸道综合症(SARS)的病原体,被证实是一种新型的冠状病毒(SARS-CoV)。尽管关于SARS-CoV的病原学及分子生物学研究取得了突飞猛进的巨大成果,但人们对于SARS-CoV的宿主源至今仍不清楚。如果对自然宿主的分布和传播途径不清楚,就很难阻止和控制SARS的再次爆发。据此,本论文从以下五方面展开了研究。
第一章以文献综述的形式简单介绍了SARS及SARS-CoV的背景,主要包括SARS的病理学特征,SARS-CoV的基因组结构及编码的主要结构蛋白,SARS-CoV的受体,相关动物溯源研究,以及SARS-CoV的实验室检测现状。最后说明了本论文研究的内容和意义。
第二章开发并优化了一种基于一步法实时荧光定量RT-PCR的SARS-CoV核酸检测系统,并针对SARS-CoV的所有基因,分别设计不同的引物和探针,通过使用EvaGrcenTM染料法和Taqman-MGB探针法,对SARS-CoV感染的Vero E6细胞上清及沉淀分别定量,来综合评估不同引物及探针检测灵敏度和特异性的差异,同时GAPDH基因被用作内参对照。结果显示基于S基因的引物及探针检测灵敏度最高,但由于S基因在不同物种间的保守程度不如N基因,致使基于N基因的引物及探针在检测过程中也可广泛使用。对比显示细胞沉淀中mRNA水平显著高于上清中,故更适合于用作检测标本。
第三章从2003年至2006年,通过一步法实时荧光定量RT-PCR的方法,对湖北西部地区人工饲养的果子狸携带SARS样冠状病毒的情况进行调研,检测样品中病毒核酸的携带情况,并绘制病毒核酸载量的时间曲线。结果显示,该地区养殖场的果子狸,从2003年至2006年,携带SARS样冠状病毒的拷贝数呈逐渐下降趋势,但统计学结果显示该差异并无显著性(P>0.05)。
第四章基于第三章的研究结果,将采集于2004年至2006年的湖北家养果子狸,通过一步法实时荧光定量RT-PCR检测SARS样冠状病毒核酸呈阳性的部分样品,其部分结构蛋白进行序列分析。结果显示在部分阳性样品的M蛋白内出现E11K/F27C/N215D三个突变点,N蛋白内出现R196G/E217K两个突变点。酵母双杂交结果显示mut196/217-N蛋白的自我相互作用亲和力,仅为wt-N蛋白自我作用力的40%。同时,wt-M及mut11-M蛋白,可以检测到与wt-N及mut196/217-N蛋白发生相互作用,而mut27/215-M蛋白与wt-N及mut196/217-N蛋白均检测不到相互作用,免疫共沉淀的结果也证实了这一现象。
第五章血管紧缩素转化酶-2(ACE2)基因分离自貉的心、肝、脾、肺组织混合样品,序列比对结果显示其与犬、人、及果子狸ACE2的同源性分别达99.26%,83.87%,及89.21%。通过一种基于MMLV的假病毒系统,我们构建了稳定表达貉ACE2蛋白的HeLa细胞系,同时,五株具代表性的,分别来源于人、果子狸、及貉的SARS-CoV假病毒使用另一种基于HIV的假病毒系统得到。通过比较人、果子狸、及貉ACE2蛋白在介导这三种物种来源的SARS假病毒进入细胞效率的差异,我们发现貉ACE2能作为SARS-CoV的受体,其介导人源SARS-CoV,而非果子狸及貉来源的SARS样冠状病毒进入细胞的效率,要高于人及果子狸的ACE2,同时,貉来源的SARS样冠状病毒感染果子狸ACE2的效率要高于其感染人及貉的ACE2。