朊病毒疾病又称传染性海绵状脑病,是一种人畜共患的致死性神经退行性疾病,具有传染性、散发性或遗传性等特点。与传统病毒不同的是,朊病毒疾病的病原体是由宿主体内正常表达的朊蛋白（Pr P^C）经过错误折叠后形成的;这种异常变构的朊蛋白(Pr P^Sc)一旦进入新的宿主,就可以把宿主Pr P^C作为底物,诱导其构象转变成Pr P^Sc,从而导致Pr P^Sc的扩增,形成自我增殖和疾病的传染。通常将这类具有传染性的Pr P^Sc称为朊病毒。朊病毒与传统意义上的病毒概念不同,它的遗传物质主要是错构的蛋白质,在体外运用蛋白质错误构象循环扩增技术（s PMCA）就能将朊病毒扩增。在这一过程中,少量的Pr P^Sc作为种子加入至正常动物的脑匀浆或重组的朊蛋白（Pr P）中共同孵育,Pr P^Sc种子就可诱导Pr P^C转变为Pr P^Sc,新生成的Pr P^Sc形成聚合物,在超声的作用下破碎成小的寡聚体核心,为后续的构象转变过程提供新的种子,如此超声—孵育的循环过程能够在体外将Pr P^Sc有效扩增。本实验室在之前的研究中利用大肠杆菌表达重组小鼠Pr P,在s PMCA反应体系中突破性地引入了脂类和RNA作为辅助因子,在不加入种子的条件下,从无至有地制备得到了具有高度传染性的重组小鼠Pr P^Sc,彻底证明了朊病毒的遗传信息储存于自身构象中。本文的工作围绕以下两个方面展开。第一个方面的工作是探究小鼠/仓鼠朊病毒传播的种属屏障分子机制。朊病毒的种属屏障现象是目前朊病毒疾病研究领域中的热点。小鼠和仓鼠同属于啮齿类动物,二者的Pr P具有非常高的相似性,只存在11个氨基酸位点的不同;但是小鼠和仓鼠之间却存在着非常强的传染种属屏障,朊病毒跨种属传播的效率非常低。通过构建11个小鼠Pr P单突变体,我们利用s PMCA技术系统性地比较了这11个不相同的氨基酸在朊病毒种属屏障中的作用,其中I138M、M204I和54G能够完全阻断重组小鼠Pr P^Sc的扩增,并且I138M具有很强的显性失活效应;V111M和V214T能够降低重组小鼠Pr P^Sc的扩增效率。我们在仓鼠Pr P的基础上针对这5个位点构建了不同组合的多位点突变体,当这些仓鼠Pr P多位点突变体作为s PMCA反应底物时不支持重组小鼠Pr P^Sc的扩增;但通过比较它们的显性失活效应,我们发现仓鼠Pr P五突变体Δ54G-M111V-M138I-I204M-T214V能够在与野生型小鼠Pr P共存时,产生稳定扩增的过渡型重组Pr P^Sc,并且利用该过渡型重组Pr P^Sc我们初步制备了重组仓鼠Pr P^Sc。这种重组仓鼠Pr P^Sc是否具有传染性还有待进一步的动物实验证明。第二方面的工作是建立和研究朊病毒的食源性传播模型和特性。通过颅内注射接种体外合成的重组小鼠Pr P^Sc,小鼠的平均生存时间约为180天;通过腹腔注射的接种方式,小鼠的平均生存时间约为210天。为进一步补充重组小鼠Pr P^Sc的感染途径,我们在实验室环境中建立起重组小鼠Pr P^Sc的食源性传播致病模型。我们通过口服饲喂重组小鼠Pr P^Sc的方式成功地使小鼠感染了朊病毒疾病,其生存时间约为296天,感染率约为10%-15%,患病小鼠在病症表现、病理生化特征等方面均表现出了朊病毒疾病的特征性变化,证实小鼠感染了朊病毒疾病。然而我们也观察到,经口服饲喂重组Pr P^Sc后多数小鼠并没有表现出任何病症表现,其生存时间达到650多天。为了验证这些小鼠脑中是否存在朊病毒,我们在实施仁慈终点后取这些小鼠的脑匀浆用于第二轮野生型小鼠的颅内接种实验。目前,接种了口服后患病致死小鼠脑匀浆的小鼠均到达了病程终末期,而多数接种了口服后未患病小鼠脑匀浆的小鼠出现了不同程度的朊病毒疾病感染的前期病症表现,表明小鼠在摄食后朊病毒的感染和扩增具有一定的个体差异,而未发病的个体体内同样存在较低含量的朊病毒,其脑匀浆具有致病性。结论:（1）小鼠/仓鼠Pr P不相同的11个氨基酸位点对二者朊病毒种属屏障现象具有不同的作用。我们认为探究具有强显性失活效应的Pr P突变体为发展新的朊病毒阻断剂提供了一种可能;并且突变体蛋白的显性失活效应,可为体外合成新的朊病毒提供新思路。（2）重组小鼠Pr P^Sc能够通过食源性传播途径使小鼠感染朊病毒疾病,所产生的病症表现及病理生化特征均为朊病毒疾病的特征性变化,但食源性传播的方式潜伏期较长,并且感染率较低,动物个体差异较大。然而一经摄入朊病毒,即便不能成功因感染而发病,其体内依然存在较低含量的具有致病性的朊病毒。实验结果对如何预防和阻断朊病毒在自然界的传播具有十分重要的参考价值。