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猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)是以母猪繁殖障碍和仔猪呼吸困难为特征的、严重危害养猪业的主要传染性疾病之一,给世界范围的养猪业造成巨大经济损失。PRRS病毒对宿主巨噬细胞有严格嗜性,其RNA基因组易变异,常规的疫苗设计策略难以产生理想的免疫效果,因此,探索防治该病的新方法具有重要意义。RNA干扰(RNA interference,RNAi)作为新的有效抗病毒工具,其机制与建立在病毒蛋白基础上的传统的疫苗免疫机制不同,是转录后mRNA水平上的基因沉默机制,通过双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)分子阻断或者降低同源基因的表达而达到抗病毒复制的效果。
本研究利用RT-PCR方法扩增出PRRSV N基因,并将基因克隆到pEGFP-C1载体中,构建了重组质粒pEGFP-ORF7。又根据siRNA设计原则,选取了PRRSV N基因上保守序列作为可能的干扰位点,设计、合成了3个siRNAs,分别将这些siRNAs克隆入pSIREN-Shuttle中,获得3个siRNA重组表达质粒:pShuttle-N1,pShuttle-N2和pShuttle-N3。
将pEGFP-C1转染Marc145细胞,摸索真核表达质粒在细胞中的表达条件,为siRNA重组质粒在Marc145细胞中成功实现生物学功能做铺垫。将构建好的siRNA重组表达质粒pShuttle-N1、pShuttle-N2和pShuttle-N3与融合表达质粒pEGFP-ORF7共转染Marc145细胞,通过荧光显微镜进行观察,结果显示,siRNA重组表达质粒能够显著抑制PRRSV N基因的表达。
分别将siRNA表达质粒pShuttle-N1、pShuttle-N2和pShuttle-N3转染Marc 145细胞,转染6h后接种100TCIDso的PRRSV,病毒接种48h观察CPE出现情况,同时设立病毒对照(不转染质粒、只接种病毒)、阴性对照(只转染空载体pSIREN-Shuttle)、空白对照。结果显示,3种siRNA表达质粒均可以明显抑制PRRSV在Marc145细胞中的增殖,其中pShuttle-N1的抑制效果最明显。将不同剂量(分别为0.1μg/孔,0.2μg/孔,0.4μg/孔和0.8μg/孔)的siRNA表达质粒pShuttle-N1和pShuttle-N2分别转染Marc145细胞,结果显示,随着转染剂量的增加,siRNA对病毒复制的抑制作用也增强,当转染剂量为o.8μg/孔时,siRNA对病毒复制的抑制作用最明显。在转染总剂量(0.7μg/孔)不变的条件下,分别将不同组合(pShuttle-N1+pShuttle-N2、pShuttle-N1+pShuttle-N3、pShuttle-N2+pShuttle-N3和pShuttle-N1+pShuttle-N2+pShuttle-N3)的siRNA表达质粒共转染Marc145细胞,结果显示,与单独转染一种siRNA表达质粒相比,各组合转染孔对PRRSV复制的抑制作用没有明显差异,其中3种siRNA表达质粒共转染孔对PRRSV复制的抑制较好,证实siRNA对病毒复制作用具有相加性。先将100TCID50的PRRSV接种Marc145细胞,12h后转染siRNA表达质粒,48h后观察发现,siRNA能够在一定程度上抑制PRRSV在Marc145细胞内的复制。