猪δ冠状病毒(PDCoV)的流行病学调查与致病性研究

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猪δ冠状病毒(PorcineDeltacoronavirus,PDCoV)首次于2009年于香港被发现,属于是一种新型的猪冠状病毒,可引起猪,特别是哺乳仔猪的高致死率,是以腹泻、脱水、呕吐与为主要特征的一种高度接触性肠道传染病。本研究通过收集广东地区若干猪场的小猪腹泻病料,利用猪睾丸细胞(ST)从腹泻病料样品中成功分离出13株PDCoV毒株,并对这13株的Spike(S)、Nucleocapsid(N)基因与对其中2株全基因进行测序和遗传进化分析。设计了一对特异性引物对N蛋白进行扩增并构建了PDCoVN蛋白原核表达重组质粒pET32a-PDCoV-N,通过大肠杆菌BL21(DE3)表达系统对该载体进行了原核表达。以原核表达产物免疫小鼠并获得抗PDCoV单克隆抗体。将分离到的PDCoV毒株CHN-GD16-05经过纯化后进行小猪致病性实验,获得攻毒后小猪临床症状、解剖学症状、病理学症状、排毒情况等研究数据,并进行了小猪小肠的免疫组化学检测。以小猪小肠作为样品,利用高通量测序技术筛选了差异表达的mRNA与microRNA,并对差异基因与靶基因进行了GO与KEGG分析。本研究结果如下:
  (1)PDCoV流行病学调查及遗传进化分析:本研究收集了广东地区11个猪场共252份猪腹泻样品进行腹泻病原检测,结果表明PDCoV检出率约为22%。成功分离出13株毒株,对其S基因、N基因与其中2株的全基因测序及遗传进化分析,结果表明11株属于中国分支,与中国毒株同源性高达98.5%以上;1株(CHN-GD16-05)属于跨国界的美国分支;另外1株(CHN-GD16-03)通过重组分析表明其属于泰国分支与中国分支之间的重组毒株。
  (2)N蛋白的原核表达:本研究成功构建了PDCoVN蛋白的重组表达载体pET32a-PDCoV-N,并成功表达重组蛋白TrxA-PDCoV-N。蛋白大小约为60kDa。以表达产物免疫小鼠获得抗PDCoV单克隆抗体,并通过间接免疫荧光等验证了该抗体的活性。
  (3)小猪致病性研究:本研究以4天龄小猪为研究对象,以口服的方式接种了PDCoV分离纯化毒株CHN-GD16-05。临床观察表明小猪攻毒后2d开始出现腹泻、呕吐、精神不振,期间出现猪死亡,恢复周期约为9-11天。定期解剖观察发现小肠肠壁变薄,充水,组织带毒量检测表明小猪回肠带毒量最高,其次为空肠、十二指肠和肠系膜淋巴结。免疫组化实验结果表明PDCoV主要感染小肠绒毛上皮吸收细胞。
  (4)小猪小肠感染PDCoV前后mRNA表达谱分析:利用Illumina平台对攻毒组与对照组小猪小肠组织进行高通量测序,结果显示,攻毒前期、中期与后期小肠感染PDCoV后各有2850、1861、345条显著差异表达基因,攻毒后2d与4d动物机体应激反应活跃且频繁,GO分析与KEGG分析都表明差异基因主要参与细胞的脂代谢、氨基酸代谢、糖代谢与消化吸收反应及其他信号转导通路等过程。(5)通过小猪小肠感染PDCoV前后样品小RNA进行高通量测序:结果显示,攻毒前期、中期与后期小肠感染PDCoV后各有24、45、3条差异miRNA,靶基因的GO分析与KEGG分析表明差异miRNA靶基因在攻毒期主要涉及部分代谢相关通路和TNF、AMPK、mTOR、PI3K-Akt等与细胞凋亡相关信号转导通路等过程。
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