M基因密码子的去优化对狂犬病病毒生物学性状的影响

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狂犬病(rabies)是由狂犬病病毒(Rabies virus,RABV)引起的致死性、高度嗜神经性人兽共患烈性传染病。目前尚无有效的治疗方案,免疫预防是防控该病的主要措施。因此,探究狂犬病病毒的复制与致病机理、研发廉价高效的疫苗尤为重要。密码子偏嗜性通过利用细胞内可用的tRNAs量的差异影响翻译过程,进而影响蛋白表达量。病毒密码子优化的研究近年已有较多报道,对水泡性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus,VSV)、脊髓灰质炎病毒(Poliovirus,PV)、禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)、人呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus,RSV)和1型HIV(Human immunodeficiency virus type 1)等病毒某些基因进行优化和反偏嗜性优化(去优化)后病毒的复制和致病性都发生了变化,而对于RABV的M基因优化的研究目前尚未见报道。本研究从以下几个方面对狂犬病病毒M基因反偏嗜性优化后病毒的复制与转录、致病性与免疫原性等方面进行探讨。本研究在实验室已经建立的狂犬病病毒反向遗传操作平台上,对携带双G基因重组病毒rHEP-dG的M基因进行反偏嗜性优化,增加病毒基因CpG和UpA二核苷酸的数量,构建重组全长cDNA质粒pHEP-dG-Mmin,成功拯救出重组病毒rHEP-dG-Mmin。对重组病毒rHEP-dG-Mmin的生物学特性进行研究,结果显示,重组病毒rHEP-dG-Mmin可以在NA细胞上稳定增殖。在MOI=3时,重组病毒rHEP-dG-Mmin的病毒滴度高于rHEP-dG毒株;rHEP-dG-Mmin感NA细胞24h后其病毒各基因的转录水平及病毒复制速度均高于亲本rHEP-dG;48h后r HEP-dG-Mmin的G蛋白的表达量显著高于亲本rHEP-dG,其它结构蛋白的表达量无显著差异。当MOI=0.01时,病毒感染前48h重组病毒r HEP-dG-Mmin的病毒滴度低于rHEP-dG毒株,而48h后病毒滴度高于rHEP-dG毒株,这也与病毒的扩散实验结果吻合;病毒rHEP-dG-Mmin株的基因组RNA水平在72h内均低于亲本rHEP-dG,各基因的转录水平在感染早期低于亲本,感染48h后逐渐增高;蛋白表达量感染前期低于亲本,rHEP-dG-Mmin株的M蛋白表达量在72h内均低于r HEP-dG毒株,其它结构蛋白感染48h后无显著差异。致病性实验结果显示,ICR小鼠肌注接种两重组病毒,r HEP-dG-Mmin与亲本rHEP-dG对成鼠体重影响无显著差异,说明两毒株的致病性无显著差异。免疫原性结果显示,重组病毒rHEP-dG-Mmin和rHEP-dG均能诱导小鼠产生狂犬抗体,监测10d时抗体水平已达到保护水平,但是监测50 d内抗体水平,发现两毒株产生的狂犬抗体水平无显著差异。攻毒实验结果说明rHEP-dG-Mmin诱导的抗体水平对小鼠抵御CVS-24的攻击能力与rHEP-dG无显著差异,说明r HEP-dG-Mmin的免疫保护力与rHEP-dG无显著差异。综上所述,反偏嗜性优化RABV的M基因,病毒的滴度升高,RABV的复制能力、转录水平和结构蛋白表达发生不同程度的变化。反偏嗜性优化后的重组病毒肌注接种ICR小鼠,其致病性、免疫原性及免疫保护力与亲本无显著差异。若要进一步研究重组狂犬病病毒rHEP-dG-Mmin的应用,需以其它接种方式免疫KM系或BALB/C系小鼠探究重组病毒的致病性及免疫原性。
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