以流感病毒RNA聚合酶为靶点的抗病毒药物筛选模型的建立及初步评价

来源 :广东医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhl1208
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
[目的]  目前流感防治主要依靠疫苗和抗流感药物。但是由于流感病毒为多节段单股负链RNA病毒,具有极强的重组变异和抗原漂移能力;且从鉴定分离出具有大流行可能的流感病毒新毒株,到生产出首批获批准的疫苗需要大约5至6个月时间,严重制约了流感疫苗的免疫保护作用和时效性。因此,对可能大规模爆发的流感疫情来讲,药物治疗仍是控制流感病毒传播的最好手段。但是随着药物治疗相关的耐药性突变株的出现,加之药物的不良反应、病人的耐受性等诸多因素的影响,亟待寻找新的药物靶标,发展新型抗流感病毒药物,解决目前流感病毒耐药的问题。在流感病毒基因组中,编码PA、PB1、PB2和NP蛋白的基因高度保守,且流感病毒编码的是RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNApolymerase,RdRP),与宿主编码的参与基因转录的DNA依赖的RNA聚合酶不同。因此本研究拟建立以流感病毒RNA聚合酶为靶点的抗流感病毒药物筛选模型,发展新型抗流感药物,其不仅不易随着病毒株的变异而发生改变,且对人体的RNA聚合酶也无影响。  [方法]  1.将萤火虫荧光素酶luc基因编码序列的反向互补序列两端引入流感病毒H1N1(A/WSN/33)M节段的非编码区(5 UTR和3UTR),将这段人工构建的序列插入到pHH21载体的Ⅰ型RNA聚合酶启动子/终止子区,构建重组质粒pFlu-luc。之后,将重组质粒转化大肠杆菌感受态DH5α,挑选阳性克隆经PCR初步鉴定后,进行测序。  2.将表达流感病毒RdRP的(pHW181-PB2、pHW182-PB1、pHW183-PA、pHW185-NP)4个质粒或缺失其中任何一种质粒后与pFlu-luc共转染293T细胞,转染后48h收集细胞,进行荧光信号检测和Western Blotting分析,验证构建的pFlu-luc质粒是否由流感病毒RdRP特异启动。  3.将细胞模型中的5质粒,进行浓度梯度转染,每种质粒用量从800ng开始2倍比稀释至1.56ng为止,共转染48h后,进行荧光信号检测,以确定各质粒转染量对荧光信号的影响。  4.确定了质粒转染量后,分别在转染后10h、12h、16h、24h、36h和48h收集细胞,检测荧光信号强度,判断荧光素酶在何时表达量达到最大,以确定细胞收集和荧光素酶活性测定的最适时间。  5.为了验证模型的特异性,拟选用四种已知作用靶点的抗流感药物作用于该模型。在药物作用于细胞模型之前,首先用CCK-8法检测细胞毒性:即分别观察不同药物浓度的利巴韦林,盐酸金刚烷胺,磷酸奥司他韦和扎那米韦对293T细胞增殖抑制率的变化,确定药物的CC50;然后再进一步检测药物对甲型流感病毒(H1N1/WSN/33)的敏感性,确定药物的IC90。  6.按照药物IC90选取用量,分别加入抗流感药物:利巴韦林、盐酸金刚烷胺、磷酸奥司他韦和扎那米韦作用于该模型,判断药物对流感RdRP活性的影响,评价模型的特异性。  7.评价药物筛选模型的稳定性:用10cm细胞培养皿进行转染,转染分两组进行:共转染5质粒的细胞为阳性对照组,以只转染质粒pFlu-luc的细胞作为阴性对照组。转染12h后,用胰酶消化,转接种于96孔板,再培养36h后检测荧光素酶活性。计算Z因子=1-(3×阳性对照组相对荧光值SD+3×阴性对照组相对荧光值SD)/(阳性对照组相对荧光值平均值-阴性对照组相对荧光值平均值)。  [结果]  1.PCR扩增和序列测定结果显示,人工构建两端带有流感病毒M节段5UTR和3UTR的荧光素酶编码序列反向互补RNA序列,成功插入到pHH21载体的Ⅰ型RNA聚合酶启动子/终止子区,从而得到流感病毒RdRP活性依赖的荧光素酶表达质粒pFlu-luc。  2.荧光信号检测结果表明,只有当表达流感病毒RdRP的(pHW181-PB2、pHW182-PB1、pHW183-PA、pHW185-NP)4个质粒与pFlu-luc共转染293T细胞后,荧光信号才有显著增强(p<0.01),说明荧光素酶此时得以表达。Western Blotting检测结果与上述结果一致。实验结果证实了pFlu-luc中Luc的表达特异性地依赖于流感病毒RdRP活性。  3.将细胞模型中的5质粒,进行浓度梯度转染,随着质粒转染量的增加,荧光强度逐渐升高,当每种质粒转染量增加到100ng后,荧光强度基本稳定。结果表明,当表达PA、PB1、PB2、NP和Luc蛋白的5质粒共转染293T细胞,每种质粒转染量为100ng时,荧光强度即可达到最大值。  4.将细胞模型中的5质粒共转染293T细胞,分别在转染后10h、12h、16h、24h、36h和48h收集细胞,检测荧光信号强度。实验结果显示:转染后36h收集细胞,测得的荧光信号最强,说明此时细胞内荧光素酶的表达量达到最大。  5.实验测得:利巴韦林CC50为830ug/mL,在21.82ug/mL浓度以下无细胞毒性;IC90为44.7 umol/L。金刚烷胺CC50为454.55ug/mL,药物的最大无毒作用浓度为90.91ug/mL; IC90为149 umol/L。奥司他韦CC50为1700nM,在568nM浓度以下无细胞毒性;IC90为90 nmol/L。扎那米韦药物的最大无毒作用浓度在909 nmol/L以上;IC90为0.15 nmol/L。  6.四种药物作用结果表明,利巴韦林处理组荧光信号较对照降低了80%(P<0.01),而盐酸金刚烷胺、磷酸奥司他韦和扎那米韦处理后荧光信号没有降低,该结果与四种药物报道的靶点相吻合,初步评价本研究建立的以流感病毒RNA聚合酶为靶点的抗病毒药物筛选模型具有专一性。  7.Z因子是评价高通量筛选模型稳定性的一个重要参数。当Z因子大于0.4时,则认为该模型较稳定,适用于高通量药物筛选。实验得出本模型的Z因子为0.64,符合高通量筛选的要求。  [结论]  本研究通过构建流感病毒RdRP活性依赖的荧光素酶报告系统,在细胞水平上建立了以流感病毒RNA聚合酶为靶点的抗流感药物筛选模型,通过检测荧光强度即可定量分析流感病毒RdRP活性。通过使用四种已知作用靶点的药物作用于该模型以及模型Z因子分析证实该方法特异性好,检测灵敏度高,操作简便,可作为高通量筛选模型。
其他文献
目的:研究妊娠4-8周母体TSH水平降低对妊娠不良结局的影响。  方法:研究对象来自于2011年8月至2013年12月期间参与《妊娠早期妇女碘铁营养缺乏、亚临床甲状腺激素缺乏:筛查
目的:应用全髋关节置换术治疗成人髋关节发育不良已被广泛应用至临床且取得较好的临床疗效,但由于髋关节复杂的形态学改变,导致手术操作难度增大,术后并发症较多。本文拟从术后
广西钦州市位于广西西南部,属于北部湾地区,历史悠久、文化底蕴深厚,有汉、壮等19个民族,且有山、有海、有港口,是处于快速发展中城市.勤劳朴实的钦州人民在长期的社会劳动与
我国民办高等职业教育面临的困境和主要问题:教学经费投入严重不足、实验实训条件、实习基地严重不足.虚拟仿真(VR)技术能够虚拟各种真实工况进行教学活动,突破此瓶颈.本文以
学位