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狂犬病(Rabies)是由狂犬病病毒(Rabiesvirus,RV)引起温血动物和人中枢神经系统感染的一种重要的人兽共患传染病,以急性、几乎不可逆转的脑脊髓炎为主要病理特征,以狂躁不安,行为反常、进行性麻痹和最终死亡为主要临床特征。目前尚无有效治疗方法,病死率几乎100%。我国是受狂犬病危害最为严重的国家之一,近年报告狂犬病死亡人数均在2400人以上,一直居我国各类传染病报告死亡数的前三位。
尽管病毒学实验技术在过去半个多世纪中有了很大的发展,人们对狂犬病病毒及其结构蛋白在致病过程中的角色也有了一定的认识。但是人们对狂犬病致病机制以及宿主因素对狂犬病病毒转录和复制的影响仍然不清楚。狂犬病病毒的感染是病毒与宿主相互作用的结果,包括病毒在体内复制和扩散、病毒对细胞的致病效应,以及抗病毒应答反应等。对基因表达的差异及其表达产物的功能分析表明,鼠脑中某些宿主基因可能与狂犬病病毒复制和扩散有关。
用于鉴定基因不同表达的方法较多,如削减杂交(SH)、限制性片段差异显示(RFDD)、cDNA排列杂交、差异显示(DD)等,这些技术已用于查找病毒复制周期中相关宿主基因、抗病毒防御相关基因以及非特异性免疫反应的相关基因。其中差异显示反转录-聚合酶链式反应(DDRT-PCR)因其操作简单、易获结果等特点,在病毒学研究中得到广泛应用。
为了阐明RV不同毒力株感染鼠脑一定时间后基因表达的差异,并进一步揭示RV感染的分子机制和抗感染应答,本研究利用成年(20g左右)Balb/c小鼠作为模型动物,通过DDRT-PCR技术分析了RV疫苗弱毒株(SRV9),街毒强毒株(BD06)感染鼠脑后引起的基因水平变化,结合差异表达基因及相关蛋白的已知功能,分析了其可能存在的作用机制。试验将30只Balb/c成年鼠随机分为三组:BD06、SRV9和Control,脑内注射后48h和72h,分别从各组中取3只小鼠,眼球放血致死,取全脑组织,提取组织总RNA并以过量DNaseI消化,以消除DNA污染。根据真核生物基因组具有PolyA尾的结构特点,设计3’端锚定引物H-T11-M(M代表A、C、G)与5,端随机引物(AP1-AP8),通过锚定引物将总RNA反转录成cDNA,再以cDNA为模板进行PCR扩增,对PCR产物进行6%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,找出差异条带并切胶回收。回收产物重扩增后,将阳性产物经2%琼脂糖凝胶电泳回收,克隆至pMD-18T载体并测序,对测序结果进行BLAST比对分析,查找到其对应的基因及其所表达蛋白。
通过对同一个体不同PCR产物的横向重复比较,以及不同个体之间的纵向重复比较,结合回收产物重扩增筛选,在病毒感染后48h的样品中找到了的11条差异表达条带,在病毒感染72h样品中找到了9条差异条带,其中,与其余两组比较,SRV9组上调表达的有7条,BD06组上调表达的有2条,Control组有1条差异表达片段;与对照组相比,SRV9与BD06组有7对共同上调表达片段,这些差异片段所属mRNA及其表达蛋白在细胞的一些功能方面发挥着重要的作用,其中包括执行各种功能的多个酶类,参与细胞骨架的构成和信号传导、细胞能量代谢、细胞凋亡、抗氧化应激、核酸代谢以及蛋白加工等生物过程的多种功能蛋白。进一步分析这些差异蛋白在RV感染中的功能,有利于揭示不同毒力RV致病性差异的根源。
本研究获得了较为完整的RV感染鼠脑的差异表达mRNA及其相应蛋白的数据,显示了宿主细胞对不同毒力RV感染早期的不同应答,对相关差异表达蛋白在RV的感染和复制过程中的具体功能进一步研究,将为揭示RV感染、毒力差异和分子致病机制奠定基础。