甲型流感病毒NS1蛋白生物学活性相关研究及重组流感病毒PR8的反向遗传系统构建

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背景和目的:  非结构蛋白1(Non-structural protein1,NS1)是甲型流感病毒的一种重要调控蛋白,NS1最重要的作用就是在流感病毒感染机体时,其RNA结合区和效应区能拮抗机体I型干扰素反应包括抑制I型干扰素的产生以及拮抗依赖IFN诱导产生的蛋白质的抗病毒效应,在帮助流感病毒逃避机体固有免疫中起到重要作用,其C末端的最后4个是NS1蛋白的PBM结合基序(PDZ binding motif,PBM基序),与流感病毒的毒力有关。自从2013年3月底中国上海报道了世界上第一例甲型H7N9禽流感病毒能感染人致死病例后,有关甲型H7N9禽流感病毒的研究就引起了人类广泛的关注。为了研究甲型H7N9禽流感病毒的毒力,我们针对甲型H7N9禽流感病毒的NS1蛋白开展了以下研究:利用poly(I:C)模拟双链RNA诱导IFN产生,比较H7N9病毒在内的几株甲型流感病毒的NS1蛋白拮抗IFN系统反应的能力。同时,我们利用本实验室构建的负链RNA病毒反向遗传通用载体p2K,以A/Puerto Rico/8/34(H1N1)为骨架,构建了含PR8流感病毒8个片段的重组质粒和1个含H7N9流感病毒的NS片段质粒,将含PR8病毒的7片段的重组质粒和含H7N9的NS片段的质粒(7+1)共同转染细胞,旨在利用反向遗传技术拯救出PR8/NS79重组流感病毒。另外,通过酵母双杂交等技术检测NS79蛋白、缺失了PBM结合基序(ESKV)的NS51突变蛋白和PSD-95蛋白的结合能力。  结果:  1. Real Time PCR结果证明,表达外源NS1蛋白的293T细胞,poly(I:C)刺激后,I型干扰素和促炎因子(IL-1β和TNF-α)转录水平下调;IL-6转录水平除pNF-H5N1-NS1组上调表达,其他组均下调,而CCL5转录因子除pNF-PR8-NS1组下调表达,其他组皆上调表达。  2.酶切鉴定及DNA测序分析表明成功克隆反向遗传系统重组载体,但重组病毒血凝实验未检测出病毒效价。  3.缺失了NS1蛋白C-末端PBM基序的突变蛋白NS-dESKV能在二缺平板正常生长,不能在四缺平板上生长,证实了C-末端PBM基序能影响NS1蛋白与PSD-95蛋白的结合。另外,C-末端天然缺失了包括PBM基序在内的13个氨基酸的NS79(蛋白也不能和PSD-95结合,可能与C-末端PBM基序的缺失有关。  结论:  1.不同亚型的NS1蛋白拮抗I型干扰素和促炎因子(IL-1β和TNF-α)转录水平具有毒株差异,其中,PR8流感病毒拮抗作用表现最强,H7N9和ST602(H3N2)流感病毒NS1蛋白拮抗作用最弱,ST169H3N2)、H5N1和H9N2流感病毒的NS1蛋白拮抗I型干扰素和促炎因子(IL-1β和TNF-α)转录水平变化趋势相似。  2.未检测到转染了8个重组质粒的细胞上清接种的鸡胚尿囊液病毒血凝效价,提示利用反向遗传系统包装成重组流感病毒PR8/NS79的病毒滴度太低或没有包装出病毒样颗粒,有待进一步优化病毒拯救条件。  3.禽流感病毒的NS1蛋白C-末端PBM结合基序(ESKV)缺失后,失去与PSD-95结合的能力;天然缺失了C-末端PBM基序的NS79蛋白也不能和PSD-95蛋白结合,提示C-末端的PBM基序可能是影响NS1蛋白和PSD-95蛋白结合的重要位点。
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