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猪瘟(Classical swine fever,CSF)是由猪瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)引起的一种接触性传染病,给中国带来就巨大经济损失。研究表明肝X受体(LXR)激动剂GW3965能够通过调节胆固醇稳态抑制艾滋病病毒、新城疫病毒、乙肝病毒等病毒的感染。为了解山东省CSFV的流行趋势以及LXR与CSFV的作用机制。对山东地区CSFV感染情况及其与LXR胆固醇代谢相互作用机制进行研究和探讨,具体结果如下:
1.开展了2017-2019年山东部分地区CSFV感染情况调查
本研究将2017-2019年山东省各地区收集的1687份疑似病料,4886份血清样品分别进行CSFV E2抗原和抗体检测。结果表明,2017-2019年山东省CSFV的抗原阳性率分别为8.6%、13.1%、15.1%,抗原阳性率呈现逐年上升的趋势;CSFV抗体检测结果维持较高水平,阳性率为84.3%、83%、92.7%。进一步从阳性病料中分离扩增获得了5株CSFV全基因组及E2基因蛋白序列比较发现,5株临床分离毒株与2.1d亚型的CSFV全基因组序列同源性在96.8%-99.5%之间,表明5株分离毒株与2.1d亚型的CSFV亲缘性较高,分离毒株氨基酸位点的突变是在102(L→M)位以及159位(K→R),而这两个位点中的159位(K→R)处于E2蛋白的主要抗原区。本研究分析了2017-2019年山东部分地区猪群中CSFV的流行与变异情况,为指导山东省CSF的预防与控制提供了参考依据。
2.建立了CSFV-E0的绝对荧光定量方法
本研究参考GenBank中猪瘟病毒毒株序列,在E0保守区设计特异性引物,构建CSFV-E0的重组质粒并以其为标准品,建立实时荧光定量PCR标准曲线,进行特异性、敏感性和重复性试验。结果表明,标准曲线循环阈值与模板浓度具有良好的线性关系(y=-3.172x+37.672,R2=0.9977);敏感性高,最低检测限度为1×102拷贝/μL;特异性强,与猪圆环病毒2型、猪细小病毒、伪狂犬病毒和猪繁殖与呼吸综合征病毒无交叉反应性;重复性好,组内和组间变异系数均小于2%。结果表明,建立的实时荧光定量PCR方法具有特异、敏感、重复性好等优点,为CSFV的定量分析及临床诊断奠定了基础。
3.LXR激动剂GW3965通过调控胆固醇稳态抑制猪瘟病毒感染
在本研究对细胞和病毒进行了不同的处理,分别从吸附、入胞、复制三个阶段探讨GW3965对CSFV的影响作用。结果显示在CSFV吸附时对照组RNA含量没有明显变化,CSFV入胞时对照组和GW3965处理组病毒RNA含量有明显下降,并且呈现GW3965浓度依赖性,说明GW3965能够通过影响CSFV入胞来抑制病毒感染。在CSFV复制时GW3965处理组和对照组相比,病毒RNA含量在12h和24h均有明显下降,且随着时间的增加下降越明显,说明GW3965能够通过抑制CSFV的复制来抑制病毒的感染。进一步通过qRT-PCR方法检测GW3965对CSFV感染后炎症因子IL-6、IL-8、IL-1β的作用,结果发现GW3965能够降低IL-1β的表达,说明GW3965对CSFV引发的炎症具有一定的抑制效果。另外,GW3965能够提高ST细胞内LXRα表达及其下游脂代谢途径的基因(包括SREBP-1、PPAR-γ、ABCA1和FASN)的表达。同时,在ST细胞上CSFV也能刺激LXR及其下游基因SREBP-1、PPAR-γ和FASN的表达,而ABCA1的表达量却下降。因此,推测GW3965抑制CSFV的作用是通过提高ABCA1的表达促使胆固醇外排来实现的。
4.CSFV入侵与细胞膜胆固醇作用机制
本研究对细胞膜胆固醇在猪瘟病毒(CSFV)感染ST细胞中的作用机制进行探讨,结果发现,用胆固醇萃取剂甲基-β-环糊精(mβCD)预处理消除细胞膜胆固醇可抑制CSFV的入侵,并且抑制作用呈现剂量依赖性;补充外源性胆固醇后可部分恢复CSFV的感染。进一步对CSFV感染的ST细胞中ABCA1以及胆固醇含量的变化进行跟踪监测,结果显示在感染的36h内随着时间的增加,ABCA1的含量减少,胆固醇含量增加。说明CSFV感染降低ABCA1的表达,导致胞内胆固醇积累和脂筏形成,利于CSFV入侵。本研究为CSFV靶向抗病毒机制提供新的思路。
1.开展了2017-2019年山东部分地区CSFV感染情况调查
本研究将2017-2019年山东省各地区收集的1687份疑似病料,4886份血清样品分别进行CSFV E2抗原和抗体检测。结果表明,2017-2019年山东省CSFV的抗原阳性率分别为8.6%、13.1%、15.1%,抗原阳性率呈现逐年上升的趋势;CSFV抗体检测结果维持较高水平,阳性率为84.3%、83%、92.7%。进一步从阳性病料中分离扩增获得了5株CSFV全基因组及E2基因蛋白序列比较发现,5株临床分离毒株与2.1d亚型的CSFV全基因组序列同源性在96.8%-99.5%之间,表明5株分离毒株与2.1d亚型的CSFV亲缘性较高,分离毒株氨基酸位点的突变是在102(L→M)位以及159位(K→R),而这两个位点中的159位(K→R)处于E2蛋白的主要抗原区。本研究分析了2017-2019年山东部分地区猪群中CSFV的流行与变异情况,为指导山东省CSF的预防与控制提供了参考依据。
2.建立了CSFV-E0的绝对荧光定量方法
本研究参考GenBank中猪瘟病毒毒株序列,在E0保守区设计特异性引物,构建CSFV-E0的重组质粒并以其为标准品,建立实时荧光定量PCR标准曲线,进行特异性、敏感性和重复性试验。结果表明,标准曲线循环阈值与模板浓度具有良好的线性关系(y=-3.172x+37.672,R2=0.9977);敏感性高,最低检测限度为1×102拷贝/μL;特异性强,与猪圆环病毒2型、猪细小病毒、伪狂犬病毒和猪繁殖与呼吸综合征病毒无交叉反应性;重复性好,组内和组间变异系数均小于2%。结果表明,建立的实时荧光定量PCR方法具有特异、敏感、重复性好等优点,为CSFV的定量分析及临床诊断奠定了基础。
3.LXR激动剂GW3965通过调控胆固醇稳态抑制猪瘟病毒感染
在本研究对细胞和病毒进行了不同的处理,分别从吸附、入胞、复制三个阶段探讨GW3965对CSFV的影响作用。结果显示在CSFV吸附时对照组RNA含量没有明显变化,CSFV入胞时对照组和GW3965处理组病毒RNA含量有明显下降,并且呈现GW3965浓度依赖性,说明GW3965能够通过影响CSFV入胞来抑制病毒感染。在CSFV复制时GW3965处理组和对照组相比,病毒RNA含量在12h和24h均有明显下降,且随着时间的增加下降越明显,说明GW3965能够通过抑制CSFV的复制来抑制病毒的感染。进一步通过qRT-PCR方法检测GW3965对CSFV感染后炎症因子IL-6、IL-8、IL-1β的作用,结果发现GW3965能够降低IL-1β的表达,说明GW3965对CSFV引发的炎症具有一定的抑制效果。另外,GW3965能够提高ST细胞内LXRα表达及其下游脂代谢途径的基因(包括SREBP-1、PPAR-γ、ABCA1和FASN)的表达。同时,在ST细胞上CSFV也能刺激LXR及其下游基因SREBP-1、PPAR-γ和FASN的表达,而ABCA1的表达量却下降。因此,推测GW3965抑制CSFV的作用是通过提高ABCA1的表达促使胆固醇外排来实现的。
4.CSFV入侵与细胞膜胆固醇作用机制
本研究对细胞膜胆固醇在猪瘟病毒(CSFV)感染ST细胞中的作用机制进行探讨,结果发现,用胆固醇萃取剂甲基-β-环糊精(mβCD)预处理消除细胞膜胆固醇可抑制CSFV的入侵,并且抑制作用呈现剂量依赖性;补充外源性胆固醇后可部分恢复CSFV的感染。进一步对CSFV感染的ST细胞中ABCA1以及胆固醇含量的变化进行跟踪监测,结果显示在感染的36h内随着时间的增加,ABCA1的含量减少,胆固醇含量增加。说明CSFV感染降低ABCA1的表达,导致胞内胆固醇积累和脂筏形成,利于CSFV入侵。本研究为CSFV靶向抗病毒机制提供新的思路。