Golgi-ER逆向转运途径对猪瘟病毒转运与增殖的影响及机制

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guorui146105
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
猪瘟(Classical swine fever,CSF)是由猪瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)感染家猪或野猪引起的一种高度接触性传染病,给全世界生猪养殖业造成了巨大的经济损失。世界动物卫生组织(OIE)将猪瘟列为必须报告的动物传染病,我国也将其列为一类动物疫病。尽管疫苗免疫接种和病猪扑杀及无害化处理等措施在我国猪瘟防控中发挥了重要作用,但隐性感染和持续性感染现象仍比较严重,制约着我国生猪养殖业的健康发展。病毒的有效感染是引发疫病的基础,病毒只有进入到细胞内增殖位点并组装复制相关原件,才能建立感染进而引发疫病。细胞内囊泡转运系统在病毒入侵、组装和释放等多个环节发挥重要功能,发现和揭示这些囊泡转运系统与CSFV增殖的关系是阐明CSFV致病机理的基础。因此,本文以永生化猪脐静脉血管内皮细胞系(SUVECs,简称猪血管内皮细胞)为细胞模型,围绕外被体蛋白Ⅰ(coat protein complexesⅠ,COPⅠ)包被囊泡依赖型高尔基体-内质网(Golgi-ER)逆向转运途径和Rab18蛋白介导的非COPⅠ包被囊泡依赖型Golgi-ER逆向转运途径对CSFV转运与增殖的影响及其作用机理开展研究,获得以下结果。1.COPⅠ包被囊泡参与CSFV胞内转运与增殖(1)激光共聚焦试验显示COPⅠ包被囊泡与CSFV E2蛋白、C蛋白存在明显共定位,表明COPⅠ包被囊泡具有转运CSFV的作用。(2)针对COPⅠα和ε亚基建立敲除细胞系,RT-q PCR和激光共聚焦试验表明敲除COPⅠ显著(P<0.05,下同)抑制CSFV的入胞,证明COPⅠ包被囊泡参与CSFV入胞过程中的转运。(3)激光共聚焦试验显示CSFV在入胞早期阶段与Rab5和Rab7存在明显共定位,并发现干扰Rab5和Rab7显著抑制CSFV增殖,表明CSFV依赖早期内体(early endosome,EE)和晚期内体(late endosome,LE)途径入胞。利用布雷菲德菌素A(Brefeldin A,BFA)和杀真菌剂A(Golgicide A,GCA)破坏COPⅠ包被囊泡功能,发现BFA和GCA能够阻止CSFV与Rab7的共定位,揭示了COPⅠ包被囊泡通过晚期内体途径转运CSFV,参与CSFV入胞的机制。(4)利用抑制剂或基因敲除手段破坏COPⅠ包被囊泡功能可以显著抑制CSFV的增殖;反之,CSFV感染能够显著促进COPⅠm RNA的表达,并破坏COPⅠ包被囊泡的胞内定位。2.COPⅠ包被囊泡调控蛋白Rab1b参与CSFV增殖(1)用重组慢病毒包装系统建立Rab1b敲低细胞系,发现敲低Rab1b极显著(P<0.01或P<0.001,下同)抑制CSFV增殖。构建Rab1b失活突变体(Rab1b-N121I),并转染细胞,发现Rab1b-N121I能够显著抑制CSFV增殖。(2)激光共聚焦观察Golgi结构,并检测细胞上清中荧光素酶含量,证明CSFV感染破坏细胞Golgi结构和分泌功能。3.ARF1以GBF1-Sec7结构域依赖性调节线粒体胆固醇转运参与CSFV增殖(1)用重组慢病毒包装系统建立高尔基体特异性BFA抗性因子1(GBF1)敲低细胞系,发现敲低GBF1极显著抑制CSFV增殖。通过构建GBF1截短突变体,用RTq PCR和IFA检测各突变体对CSFV增殖的影响,发现GBF1 Sec7结构域是GBF1参与CSFV增殖的关键结构域。(2)通过si RNA筛选GBF1 Sec7结构域下游效应因子ADP-核糖基化因子(ARFs)家族对CSFV增殖的影响,发现干扰ARF1、ARF2、ARF3、ARF4和ARF5均可以极显著抑制CSFV增殖,并发现ARF1以Sec7结构域依赖的形式,通过调控线粒体胆固醇转运促进CSFV的增殖。(3)发现CSFV感染显著促进ARFs成员m RNA表达,但不影响胞内定位。4.Rab18蛋白通过与NS5A的互作参与CSFV RNA复制、组装与增殖(1)用重组慢病毒包装系统建立Rab18敲低细胞系,证明Rab18参与猪瘟病毒RNA复制和子代病毒粒子的组装。(2)联合免疫共沉淀(Co-IP)、GST pull-down和激光共聚焦试验,发现不同状态下的Rab18蛋白通过互作关系调控CSFV NS5A蛋白的胞内转运,揭示了Rab18蛋白调控猪瘟病毒RNA复制和子代病毒粒子组装的机制。(3)调控Rab18表达,发现过表达Rab18或激活突变体(Rab18-Q67L)显著促进CSFV增殖,敲低Rab18或过表达失活突变体(Rab18-S22N)显著抑制CSFV增殖,证明Rab18正向调控CSFV增殖。综上所述,本研究表明COPⅠ包被囊泡及其调控蛋白Rab1b、GBF1、ARFs参与CSFV增殖,其中COPⅠ包被囊泡通过晚期内体途径转运CSFV,并参与CSFV的入胞过程;关键调控蛋白ARF1以GBF1 Sec7结构域依赖的形式通过调节线粒体胆固醇转运促进猪瘟病毒增殖;证明COPⅠ包被囊泡依赖型Golgi-ER逆向转运途径是CSFV增殖的重要宿主因子。Rab18蛋白通过互作关系调节CSFV NS5A蛋白的胞内转运,进而参与CSFV RNA复制、子代病毒粒子组装和增殖;证明Rab18蛋白介导的非COPⅠ包被囊泡依赖型Golgi-ER逆向转运途径是CSFV增殖的重要宿主因子。研究结果为阐明Golgi-ER逆向转运途径在CSFV增殖中的作用及机制提供了新的科学依据。
其他文献
叉头框蛋白1(Forkhead box protein O1,FOXO1)是生物体内一类关键的细胞调控因子之一,主要通过转录和传导各种细胞因子信号发挥其生物学功能。在哺乳动物肝脏组织内,FOXO1通过抑制脂肪酸从头合成关键调控因子SREBP1的表达,进而抑制脂肪酸的从头合成同时促进脂肪酸的分解,最终改变细胞中脂肪酸组成,维持机体内脂质平衡。但FOXO1在反刍动物的乳腺组织中是否调控脂肪酸代谢过程仍
骨骼肌是动物最重要的组织之一,约占体重的50%。骨骼肌参与机体运动、保护和代谢调节。畜禽的生长性能,尤其是骨骼肌的生长,是决定养殖户经济效益高低的因素之一,因此对畜禽骨骼肌发育的研究在畜牧业生产中具有重要意义。近年来,关于畜禽胚胎期肌肉发育的研究表明,肌纤维的形成机制涉及到祖细胞的激活、祖细胞增殖为单核成肌细胞并最终融合形成多核肌管等步骤。此外,许多基因和转录因子也参与了肌肉增殖和分化的调控。然而
骨形成蛋白和激活素的跨膜蛋白抑制因子(BMP and Activin Membrane-Bound Inhibitor,BAMBI)是一种跨膜糖蛋白,因其胞内结构与TGFβ家族的I型受体相比较短且缺乏丝氨酸/苏氨酸磷激酶信号传导结构域,因此也被称为TGFβ的伪受体。前期研究结果表明,在人的脂肪细胞中,利用si RNA干扰BAMBI的表达可促进人前体脂肪细胞的分化,并缓解经典Wnt/β-cateni
流行性日本乙型脑炎(Epidemic encephalitis B),简称乙脑,是由日本乙型脑炎病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)引起的一种人畜共患病,是威胁人类尤其是儿童健康的主要传染病之一。猪被认为是乙脑流行环节中的“放大宿主”,日本乙型脑炎病毒可在猪体内大量繁殖,从而引起明显的病毒血症。此外,日本乙型脑炎病毒还可以通过蚊子在猪群之间进一步传播,对中国养猪业
新城疫(Newcastle disease,ND)是由新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)强毒株引起的给世界养禽业造成极大危害的烈性传染病。迄今为止,已经在250多种鸟类以及少数的哺乳动物上发现了NDV的感染。为了适应庞大的宿主类型,与其它单股负链RNA病毒一样,NDV通过基因突变产生了大量的变异体,表现在多种多样的基因型。除宿主因素外,NDV的毒力主要是由其基因编
羊奶含有丰富的短中链脂肪酸与不饱和脂肪酸,该特性构成羊奶独特的营养保健功效,在婴幼儿、老年、恢复期病人以及肠道不适人群的营养保健中发挥着重要作用。山羊乳腺作为重要的泌乳器官,乳汁中脂肪酸的成分及含量主要受到乳腺组织中脂肪酸代谢的调控。Micro RNA(miRNA)作为一种重要的表观调控因子参与脂质及蛋白质合成以及新陈代谢乃至于肿瘤发生发展等多方面作用。miRNA通过影响脂肪酸代谢关键基因的表达调
安格斯牛是肉牛生产的主要品种之一,具有性成熟早、易产、初生重小、生长速度快、肉质好、适应力强等优点。安格斯牛作为肉质好的代表品种被大量引进用来改良地方牛品种,在优质高档牛肉的生产方面取得了显著成效。公牛是种牛群的重要组成部分,在肉牛群体遗传性能改良过程中发挥着重要作用。种公牛为肉牛的生产提供大量优质的精液,以便优良遗传性状得以稳定遗传,因此理想的繁殖性能对种公牛至关重要。睾丸是精子发生的重要器官,
女贞子Ligustri Lucidi Fructus系木犀科植物女贞Ligustrum lucidum Ail.的干燥成熟果实,性味甘、苦,凉;归肝、肾经;功能补肝肾,强筋骨,明目;主治阴虚内热,腰肢无力,肾虚滑精,视力减退等。研究表明,女贞子主要含有齐墩果酸、熊果酸、特女贞苷、女贞子苷等化学成分,具有免疫调节、保肝、抗炎、抗菌和抗病毒等作用。已有文献证明女贞子可以提高家畜的生产性能和免疫功能,然
牛骨骼肌细胞发育的分子调控机制可为肉牛育种提供分子遗传改良信息。在胚胎期,骨骼肌细胞发育主要进行细胞增殖、分化形成单核肌管,随后单核肌管融合形成多核的骨骼肌纤维。在出生后期,牛骨骼肌纤维数目基本维持稳定,主要进行肌纤维增大和增粗。此外,骨骼肌卫星细胞的损伤修复等过程,都会影响牛肉的产量和质量。研究者发现多种因素可共同作用调控牛骨骼肌的发育,这些因素包括生肌调节因子、生长因子、骨骼肌特异性或骨骼肌非
细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是几乎所有细胞均可释放的纳米级被膜囊泡,在细胞间通讯中发挥着重要作用。卵泡液中含有EVs,对卵泡发育以及卵母细胞成熟具有调控功能。到目前为止,关于卵泡液EVs的研究基本都集中在小细胞外囊泡(small extracellular vesicles,sEVs)上。由于sEVs是一个混合的异质性群体,不同胞内来源的sEVs亚型可能具有不