鸭坦布苏病毒衣壳蛋白与金黄色葡萄球菌核酸酶融合蛋白抗病毒作用研究

坦布苏病毒(Tembusu virus,TMUV)属于黄病毒科(Flaviviridae)黄病毒属(Flavivirus),有包膜、不分节段的单股正链RNA病毒,通过蚊媒传播,主要感染鸭,雏鸭、产蛋鸭易感,育成鸭有一定的抵抗力,还可感染鸡、鹅等,主要引起蛋禽产蛋下降,给养禽业带来较大的经济损失。本研究根据课题组从临床鸭病料中分离获得并提交至NCBI的鸭坦布苏病毒(Duck tembusu virus,DTMUV)CQW1株(登录号:KM233707.1)基因序列及Gen Bank上金黄色葡萄球菌核酸酶(Staphylococcus aureus nuclease,SNase,登录号:CP006630.1)序列,设计编码DTMUV衣壳蛋白(Capsid,Cap)和SNase基因的特异性引物,分别对Cap和SNase进行扩增、融合、构建融合重组质粒、融合蛋白稳定细胞系并开展体内外抗DTMUV的研究,结果报道如下:1.DTMUV Cap与SNase融合蛋白生物学特性分析为探究SNase的抗病毒效果,将DTMUV Cap与SNase进行融合,获得目的片段Cap-SNase和Cap-Linker-SNase,并构建真核重组质粒pcDNA3.1(+)-Cap-SNase和pcDNA3.1(+)-Cap-LinSCH772984临床试验ker-SNase,于BHK21和DEF细胞中进行表达与定位检测,通过DNA降解和MTT法分别检测融合蛋白的酶活性和细胞毒性,并于BHK21和DEF细胞中进行抗DTMUV试验。结果显示:融合蛋白Cap-SNase和Cap-Linker-SNase主要于细胞质中表达,热处理的蛋白经DNA降解试验发现,随着蛋白量递增,Cap-SNase和Cap-Linker-SNase均表现出越明显的降解DNA作用,相同蛋白量,Cap-Linker-SNase降解DNA的效果优于Cap-SNase;表达融合蛋白Cap-SNase和CMDV3100说明书ap-Linker-SNase的BHK21和DEF细胞形态、死亡情况与阴性对照组无差异,MTT法检测发现表达Cap-SNase和Cap-Linker-SNase的BHK21和DEF细胞活性较阴性对照组细胞活性无差异。抗病毒结果显示,在病毒感染48 h、60 h、72 h、84 h,BHK21和DEF细胞Cap-SNase和Cap-Linker-SNase组产生子代病毒的载量较阴性对照组均有不同程度下降。以上结果表bioinspired design明,融合蛋白Cap-SNase和Cap-Linker-SNase具耐热性和核酸酶活性但无细胞毒性,且表现出抗DTMUV的作用。2.DTMUV Cap与SNase融合蛋白稳定细胞系构建、特性分析及体外抗DTMUV效果探究为持续性探究融合蛋白抗DTMUV效果,利用慢病毒构建单克隆细胞系,从基因和蛋白水平检测其稳定性,用DNA降解法检测细胞系表达的融合蛋白Cap-SNase和Cap-Linker-SNase的酶活性,并对单克隆稳定细胞系开展抗DTMUV试验。结果显示,阳性单克隆细胞系即使传至80代,仍能检出目的基因和目的蛋白;DNA降解试验发现,随着蛋白量递增(2.5μg、3.0μg、3.5μg),融合蛋白降解DNA现象越明显;稳定细胞系的细胞形态和状态与BHK21细胞无差异,抗病毒试验发现,BHK21/Cap-Linker-SNase组在36 h、48 h、60 h病毒载量较对照组下降约10~(0.5)倍,而Cap-SNase组抗病毒效果不明显。以上结果说明,构建的单克隆细胞系BHK21/Cap-SNase和BHK21/Cap-Linker-SNase能稳定遗传和表达,且表达的融合蛋白Cap-SNase、Cap-Linker-SNase均具有耐热性和核酸酶活性,整合至BHK21的融合蛋白为细胞耐受,无细胞毒性,但细胞系表达的融合蛋白无明显的抗DTMUV效果。3.以慢病毒为载体的融合蛋白体内抗DTMUV探究为进一步探究融合蛋白Cap-SNase和Cap-Linker-SNase在鸭体内抗DTMUV的效果,以慢病毒为载体,将携带融合蛋白的慢病毒浓缩后感染7日龄鸭胚,将鸭胚孵化成雏鸭,再用DTMUV感染7日龄雏鸭13 d后收集鸭粪便,采集血液、内脏组织(心、肝、脾、肺、肾、脑),通过病理观察、RT-q PCR、体重监测等试验检测融合蛋白于鸭体内抗DTMUV的效果。病理切片观察结果显示,融合蛋白Cap-SNase和Cap-Linker-SNase能缓解DTMUV感染导致鸭心、肝、脾、肺、肾、脑组织出血等病理症状;RT-q PCR结果显示,融合蛋白组鸭血液、组织(脑、脾)中病毒载量和粪便排毒量显著低于1640和lentivirus-PHBLV组的病毒载量和粪便排毒量;体重监测结果显示,DTMUV感染导致鸭生长迟缓,而融合蛋白能缓解该现象。以上结果表明,融合蛋白Cap-SNase和Cap-Linker-SNase在鸭体内具有抗DTMUV的效果。综上,本研究通过将DTMUV Cap与SNase进行融合,开展体内外抗DTMUV的研究,体外瞬时表达的融合蛋白表现出抗DTMUV效果,稳定细胞系表达的融合蛋白无明显的抗DTMUV效果,以慢病毒为载体的融合蛋白于鸭体内表现出抗DTMUV效果。