报告型重组寨卡病毒的构建及在抗病毒药物筛选中的应用

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuhande
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寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)是一种重要蚊媒传播的人兽共患病病原,人、灵长类以及兔和猪对其易感,其感染宿主后能引起寨卡热,大多数感染者并没有明显症状或者症状较为轻微,但若在妊娠期间发生ZIKV感染,则可能导致新生儿出生缺陷,同时还可能造成妊娠者发生流产和早产等严重症状。目前,ZIKV在全球范围内呈蔓延趋势,我国虽无相关重大疫情的报道,但有相关研究显示,新生仔猪对于ZIKV易感,这使我国生猪养殖业面临着重大经济损失的风险。ZIKV在全球范围内尚无特异性治疗药物,亦无人用ZIKV疫苗,因此,开展ZIKV相关防控研究迫在眉睫。本研究根据GenBank公布的ZIKV(FSS13025株)基因编码序列以及密码子优化技术,将ZIKV C、prM和E蛋白基因分别克隆到pMAL-c5x载体中,构建pMAL-c5x-ZIKV-C、pMAL-c5x-ZIKV-prM和pMAL-c5x-ZIKV-E原核表达质粒。将上述三种质粒分别转化至E.coli ER2523感受态细胞,经扩大培养至OD600为0.60.8时,加入终浓度为1.0 mM IPTG后继续震荡培养4 h后。经SDS-PAGE电泳及western blot鉴定,发现ZIKV C、prM和E蛋白均已正确表达。重组表达蛋白经MBP亲和层析柱纯化并鉴定正确后,将重组蛋白与MONTANIDETM ISA 61VG佐剂按重量比为6:4比例充分乳化,以免疫剂量为300μg/只进行背部皮下多点注射免疫新西兰大白兔,IFA和western blot结果显示,成功制备了C、prM和E蛋白多克隆抗体。为了拯救重组ZIKV与报告型ZIKV-GFP病毒,本研究根据ZIKV基因序列,构建了复制子重组质粒pZIKVrepdCME-GFP以及pCIneo-ZIKV-CME质粒,将pCIneo-ZIKV-CME质粒PCR扩增产物和经Xhol I线性化的pZIKVrepdCME-GFP复制子质粒共转染293T细胞,拯救ZIKV重组病毒。经电镜观察、病毒噬斑实验、western blot和IFA鉴定,结果显示成功拯救出了重组ZIKV。重组ZIKV病毒生长曲线测定实验显示,在24 h-72 h之间,重组ZIKV病毒滴度总体呈上升趋势,到72 h时病毒滴度达最大,到96 h-144 h总体呈下降趋势。同时,本研究在已知黄病毒C蛋白完整性会对病毒的复制产生一定影响的基础上,我们探究了ZIKV C蛋白的N端氨基酸序列长度对病毒的复制产生的影响:ZIKV C蛋白N端38个氨基酸序列的保留对于报告型报告型ZIKV-GFP病毒的拯救具有积极意义,因此,我们构建了pCIneo-ZIKV-C38-GFP-CME质粒,将pCIneo-ZIKV-C38-GFP-CME质粒PCR扩增产物和经Xhol I线性化的pZIKVrepdCME-GFP复制子质粒也共转染于293T细胞,电镜和噬斑试验结果显示报告型ZIKV-GFP病毒拯救成功,且报告型ZIKV-GFP病毒生长曲线测定实验显示,在24 h-72 h之间,报告型ZIKV-GFP病毒病毒滴度总体呈上升趋势,到72 h时病毒滴度达最大,到96 h-144 h总体呈下降趋势。进一步分析了报告型ZIKV-GFP病毒感染BHK-21、Vero、huh-7、A549细胞后绿色荧光强度情况:报告型ZIKV-GFP病毒在BHK-21细胞中荧光强度较为均一且相对于Vero细胞更强,但荧光数量少,然而,报告型ZIKV-GFP病毒接种A549和Huh-7细胞不仅需要大剂量而且荧光强度很不均一,因此本研究利用BHK-21细胞将pCAG-DC-SIGNR质粒用以构建稳定表达DC-SIGNR(一种可以提高囊膜病毒感染性的细胞表面的附着因子)的细胞系(BHK-DR)。报告型ZIKV-GFP病毒在BHK-DR细胞中荧光强度较强且分布均一,这为通过利用高内涵筛选系统在BHK-DR细胞中筛选抗ZIKV药物提供了有利条件。将已报道的具有抗ZIKV的药物ribavirin、chloroquine和6-Azauridine利用报告型ZIKV-GFP病毒进行验证,实验结果与其报道一致,表明所拯救的报告型ZIKV-GFP病毒系统可以用于抗病毒药物筛选。本研究进一步利用报告型报告型ZIKV-GFP病毒系统对一种包含974种来源于植物的药物库进行筛选,经过初步筛选,进一步验证筛选,结果发现编号为:2X7、2X11、6X6、12X3、11X9的五种药物对ZIKV具有很好的抑制效果。综上所述,本研究成功制备了ZIKV C、prM和E蛋白多克隆抗体,为进一步开展ZIKV研究工作提供了基础。成功构建了ZIKV反向遗传操作平台,拯救了巴西流行株ZIKV以及表达GFP的报告型病毒,为进一步开展病毒的致病机制研究,开发疫苗研究等提供基础。建立了抗病毒药物筛选平台,初步筛选出了在细胞水平具有抗ZIKV活性的天然植物来源的5种药物。本研究为进一步开展ZIKV防控研究工作提供了重要基础。
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