苜蓿丫纹夜蛾核型多角体病毒fp25k基因的改造及用于稳定转化Sf9昆虫细胞系

【目的】苜蓿丫纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica multicapsid nucleopolyhedrovirus, AcMNPV)在昆虫细胞中连续传代以后,会出现从多多角体表型到少多角体表型的转变,这种转变与一个编码25 kDa蛋白的基因（few polyhedra, fp25k）突变失活有关。杆状病毒的fp25k基因突变后产生的包涵体（多角体）衍生病毒粒子变少而出芽型病毒粒子增加,会降低外源基因在杆状病毒表达系统中的表达。本研究拟改造fp25k并构建能持续表达FP25K蛋白的转基因昆虫细胞,以克服杆状病毒, fp25k基因易突变导致的表达系统缺陷。【方法】本实验通过改造杆状病毒, fp25k基因在细胞传代过程中容易产生突变的位点,得到 mfp25k,并将mfp25k构建到pIZT/V5-His载体上,重组载体转染Sf9细胞,通过Zeocin抗性筛选逐步淘汰未成功转化的Sf9细胞。【结果】成功改造AcMNPV的, fp25k基因的TTAA位点,得到pIZT-mfp25k重组载体。重组载体成功转染Sf9细胞,通过Zeocin抗性筛选后获得基因组中带有mfp25k的Sf9-mfp25k稳定的转基因细胞系。用AcMNPV的fp25k突变型病毒AcP2感染转基因Sf9-mfp25k昆虫细胞系与正常Sf9细胞,发现转基因Sf9-mfp25k昆虫细胞系表达的FP25K蛋白可弥补病毒, fp25k基因突变的缺陷。【结论】建立的Sf9-mfp25k转基因昆虫细胞系通过细胞表达FP25K蛋白,可以弥补因杆状病毒fp25k基因突变产生的缺陷。研究结果为构建稳定的杆状病毒 昆虫细胞表达系统提供了新途径。     

Group I but not Group II NPV induces antiviral effects in mammalian cells

Nucleopolyhedrovirus(NPV) is divided into Group I and Group II based on the phy-logenetic analysis.It has been reported that Group I NPVs such as Autographa californica multiple NPV(AcMNPV) can transduce mammalian cells,while Group II NPVs such as Helicoverpa armigera single NPV(HaSNPV) cannot.Here we report that AcMNPV was capable of stimulating antiviral ac-tivity in human hepatoma cells(SMMC-7721) manifested by inhibition of Vesicular Stomatitis virus(VSV) replication.In contrast,the HaSNPV and the Spodoptera exigua multiple NPV(SeMNPV) of group II had no inhibitory effect on VSV.Recombinant AcMNPV was shown to induce interferons al-pha/beta even in the absence of transgene expression in human SMMC-7721 cells,while it mediated transgene expression in BHK and L929 mammalian cells without an ensuing antiviral activity.     

转座子介导的多角体基因表达及提高病毒粒子的感染效率

现行的杆状病毒表达外源基因的方法是将外源基因取代病毒中的多角体基因,因而得到的重组杆状病毒感染活体时不能经口感染,只能进行针刺注射,效率低且易引起活体感染其他疾病。将家蚕核型多角体病毒(Bombyx mor inucleopolyhedrovirus,BmNPV)中的多角体基因(polyhedrin,poly)及其启动子片段克隆到转座子载体pigA3GFP中,将其与辅助质粒pHA3PIG利用脂质体介导法导入家蚕细胞中,经过多次筛选获得稳定的转基因家蚕细胞。之后先将BmPAK6(含LacZ)及BmGFP(含GFP)重组病毒分别感染转基因细胞,再将得到的重组病毒经口感染5龄家蚕幼虫。结果显示,重组杆状病毒可以经口感染家蚕幼虫。这些研究表明来自于转基因家蚕细胞的poly基因表达产物可以提高重组杆状病毒经口感染家蚕率,为解决杆状病毒表达系统中重组病毒不能经口感染家蚕幼虫的问题提供新思路。     

核衣壳蛋白VP39融合TAT转导肽对杆状病毒转导哺乳动物细胞的影响

为了提高昆虫杆状病毒在哺乳动物细胞中转导基因的效率,构建了重组杆状病毒AcRed-tat和AcRed。两者都能在哺乳动物细胞内表达红色荧光蛋白作为报告基因。同时,AcRed-tat带有HIV-1Tat转导肽、病毒主要衣壳蛋白基因vp39及增强型绿色荧光蛋白(egfp)三者的融合基因,并由杆状病毒多角体启动子表达,能够在昆虫细胞中表达该Tat融合蛋白,并掺入子代病毒粒子。而AcRed作为相应的对照病毒,带有多角体启动子表达vp39和egfp的融合基因。2株病毒分别转导哺乳动物细胞后,利用流式细胞仪检测报告基因的表达水平,发现在CHO和Vero细胞中AcRed-Tat介导的报告基因表达水平明显高于AcRed,而在HEK293细胞中2株病毒介导的报告基因表达水平差异不显著。结果表明Tat转导肽可以提高杆状病毒对一部分哺乳动物细胞的转导效率,为改进杆状病毒-哺乳动物细胞转导载体提供了新的思路。     

AcMNPV P35抑制HaSNPV诱导的Tn-Hi5细胞凋亡

苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒(Autographa californica multicapsid nuclear polyhedrosis virus,AcMNPV)能够抑制棉铃虫核多角体病毒(Helicoverpa armigera Nucleopoly-hedrovirus,HaSNPV)诱导的Tn-Hi5细胞凋亡,并能辅助HaSNPV在Tn-Hi5细胞中复制,产生具有感染能力的子代病毒.瞬时表达实验证明,在Tn-Hi5细胞中,p35具有明显抑制凋亡的能力,但是不能辅助HaSNPV在Tn-Hi5细胞中的复制;进一步构建超表达p35的重组病毒vHap35,发现vHap35能够抑制Tn-Hi5细胞凋亡,但是不能产生具有感染力的病毒粒子.电镜观察发现感染重组病毒的部分细胞中存在单粒包埋的病毒粒子(ODV).     

AcMNPVP35抑制HaSNPV诱导的Tn-Hi5细胞凋亡

苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒(Autographa californica multicapsid nuclear polyhedrosis virus,AcMNPV)能够抑制棉铃虫核多角体病毒(Helicoverpa armigera Nucleopoly hedrovirus,HaSNPV)诱导的Tn Hi5 细胞凋亡,并能辅助HaSNPV在Tn Hi5细胞中复制,产生具有感染能力的子代病毒。瞬时表达实验证明,在Tn Hi5细胞中,p35具有明显抑制凋亡的能力,但是不能辅助HaSNPV在Tn Hi5细胞中的复制;进一步构建超表达p35 的重组病毒:vHap35,发现vHap35能够抑制Tn Hi5细胞凋亡,但是不能产生具有感染力的病毒粒子。电镜观察发现感染重组病毒的部分细胞中存在单粒包埋的病毒粒子(ODV)。     

杆状病毒凋亡抑制基因

杆状病毒(baculoviruses)感染昆虫细胞会引发细胞凋亡,然而病毒为了确保自身的复制和繁殖会抑制宿主细胞的凋亡.杆状病毒在长期进化过程中获得了凋亡抑制基因,如苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica MNPV, AcMNPV)中的p35基因,棉铃虫核型多角体病毒(Helicoverpa armigera single nucleocapsid nucleopolyhedrovirus, HaSNPV)基因组中的IAP基因家族,以及莲纹夜蛾核形多角体病毒(Spodoptera littoralis multicapsid nucleopolyhedrovirus, SpliMNPV)的p49基因等.尽管这些基因都具有抑制细胞凋亡的功能,但是作用途径和方式却各有差异.对杆状病毒3种抗凋亡基因的结构和功能作一简单的介绍和评述.     

杆状病毒p74基因具有种属特异性

选用苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒杆粒 (AcMNPVbacmid)为材料 ,通过在大肠杆菌中利用RecA基因介导的同源重组 ,将其p74基因剔除 ,并精确地用斜纹夜蛾核多角体病毒 (SpltMNPV)的p74基因进行了替换。所构建的重组AcMNPV杆粒在修饰后的p74基因位点中未留下任何有可能影响该基因表达及功能的选择标记 ,SpltMNPV的p74基因直接位于AcMNPVp74基因的启动子控制下。RT PCR显示替换后的p74基因得到了表达。生物测定结果显示 ,重组病毒AcMNPV杆粒 polhSL74无法通过口服方式感染银纹夜蛾幼虫 ,表明杆状病毒p74基因具有种属特异性。     

苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒iap1和iap2基因功能分析

苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒（Autographa californica nucleopolyhedrovirus,AcMNPV）基因组含有3个细胞凋亡抑制基因,即p35,iap1和iap2.其中,p35作为一个有效的依赖于天冬氨酸的半胱氨酸蛋白酶（caspase）抑制因子,能够抑制多种因素诱发细胞凋亡,而iap1和iap2的功能仍未完全明晰,本研究对IAP1和IAP2的功能进行了详细分析.缺失了p35的AcMNPV仍可抑制棉铃虫核多角体病毒（Helicoverpa armigera single nucleocapsid NPV,HearNPV）诱导的BTI-Tn-5B1-4（Tn-Hi5）细胞凋亡并挽救HearNPV在Tn-Hi5细胞中复制及HearNPV出芽型病毒粒子的产生.进一步构建了瞬时表达质粒以及分别表达AcMNPV的p35,iap1和iap2基因的重组HearNPV,转染瞬时表达的IAP1和IAP2对HearNPV感染诱导的Tn-Hi5细胞凋亡有抑制效果,而重组病毒感染Tn-Hi5细胞也可抑制其凋亡并在其中复制,然而重组HearNPV表达的p35,iap1和iap2并未能挽救出芽型病毒粒子的产生.结果表明,AcMNPV的iap1和iap2基因表达产物作为细胞凋亡抑制因子是有功能的。     

含外源类蜗牛毒素基因的AcMNPV的虫体感染性研究

类蜗牛毒素基因(conotoxinlike,ctl)是在一些杆状病毒基因组中存在的与蜗牛毒素类似的一类基因,其功能尚不清楚.本文利用苜蓿银纹夜蛾核多角病毒(AcMNPV)bacmid表达系统构建了含油桐尺蠖核多角体病毒(BusuNPV)ctl基因的重组病毒AcBac-ph-ctl.在细胞水平上对ctl基因的RT-PCR分析表明,该基因转录出mRNA.在甜菜夜蛾体内进行了生物活性测定,结果表明AcBac-ph-ctl与对照野生型AcMNPV的LC50,ST50无显著性差异,表明在此系统中,外源的CTL无杀虫增效性能.     

含外源类蜗牛毒素基因的AcMNPV的虫体感染性研究

类蜗牛毒素基因(conotoxinlike,ctl)是在一些杆状病毒基因组中存在的与蜗牛毒素类似的一类基因,其功能尚不清楚。本文利用苜蓿银纹夜蛾核多角病毒(AcMNPV)bacmid表达系统构建了含油桐尺蠖核多角体病毒(BusuNPV)ctl基因的重组病毒AcBac-ph-ctl。在细胞水平上对ctl基因的RT-PCR分析表明,该基因转录出mRNA。在甜菜夜蛾体内进行了生物活性测定,结果表明AcBac-ph-ctl与对照野生型AcMNPV的LC50,ST50无显著性差异,表明在此系统中,外源的CTL无杀虫增效性能。     

异源多角体蛋白对家蚕核型多角体病毒粒子的包装

利用PCR方法从AcMNPV基因组DNA中分离出多角体蛋白基因 ,将该扩增片段克隆到转移载体pBacPAK8中 ,得到重组转移载体pOAc。将该质粒DNA与线性化的Bm BacPAK6病毒基因组DNA共传染BmN细胞 ,得到了能形成多角体且不产生蓝色空斑的重组病毒hp BmNPV。纯化该重组病毒的多角体颗粒 ,并对多角体蛋白、病毒核酸及多角体病毒颗粒进行分析 ,发现AcMNPV的多角体蛋白能在家蚕细胞中大量表达且能在细胞内识别家蚕核型多角体病毒并组装成多角体颗粒 ;病毒基因组DNA因部分交换 ,其酶切行为发生了相应的变化 ;电镜观察发现经AcMNPV多角体蛋白包装的家蚕核型多角体病毒的多角体颗粒大小为1 2 μm～ 2 9μm ,明显小于野生型家蚕核型多角体病毒的多角体颗粒     

表达猪瘟病毒E2蛋白的BacMam病毒的构建及其免疫原性分析

含具有哺乳动物细胞活性的启动子的重组杆状病毒(BacMam病毒)可有效转导多种哺乳动物细胞,并被广泛用于开发新型非复制型载体疫苗．将水泡性口炎病毒G蛋白(VSV-G)基因插入多角体启动子下游,得到经修饰的杆状病毒转移载体,将对虾白斑综合症病毒(WSSV)ie1启动子控制下的猪瘟病毒E2基因表达盒插入此载体中,构建了BacMam病毒BacMam/G-ie1-E2,以其感染Sf9细胞和转导HeLa细胞,通过间接免疫荧光试验和Western blot分析检测E蛋白的表达,同时用BacMam病毒直接免疫小鼠,用检测猪瘟病毒抗体的间接ELISA方法检测免疫小鼠血清抗体,用基于CFSE和WST-8的淋巴细胞增殖试验评价其细胞免疫应答．结果显示,BacMam/G-ie1-E2能同时在昆虫细胞和哺乳动物细胞中高效表达E2蛋白,免疫小鼠能诱导产生针对猪瘟病毒的特异性抗体,免疫小鼠脾细胞经猪瘟病毒刺激后能诱导特异性的淋巴细胞增殖．这表明,由BacMam病毒介导的基因转移有望用于开发针对猪瘟病毒的非复制型载体疫苗．     

斜纹夜蛾核多角体病毒抑制苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒诱导的斜纹夜蛾细胞凋亡

野生型苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒(Autographa californica multicapsid nucleopolyhedrovirus, AcMNPV)感染斜纹夜蛾(Spodoptera litura)细胞系Sl-zsu-1,可引起典型的细胞凋亡;但可以在草地夜蛾(Spodoptera frugiperda)细胞Sf-9中复制并形成多角体.比较了AcMNPV p35基因在病毒感染两种细胞的复制和转录情况,认为p35在非受纳细胞中及时有效的表达能阻止细胞发生凋亡;共感染实验结果表明,斜纹夜蛾核多角体病毒(Spodoptera litura multicapsid nucleopolyhedrovirus, SpltMNPV)可以抑制AcMNPV诱导的细胞凋亡并可帮助病毒进行复制,推测SpltMNPV基因组中与p35同源的p49基因挽救了细胞的自杀行为.     

杆状病毒部分功能基因的研究进展

杆状病毒以核型多角体病毒NPV的研究最为深入,到目前已有三种NPV的基因组全部测序：苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（AcMNPV）［1］、黄杉古毒蛾核型多角体病毒（OpMNPV）［2］、家蚕核型多角体病毒（BmNPV）（GenBank accession no.L33180）。 　　杆状病毒基因组除编码病毒复制必需的基因及结构基因外,还编码一些有利于病毒充分增殖但对病毒复制并非一定必需的基因,这些基因在病毒的增殖过程中执行特定的功能,这类功能基因体现了杆状病毒的复制策略、病毒与细胞的相互作用关系,与杆状病毒宿主特异性的决定有关。本文综述了杆状病毒部分功能基因的研究进展。     

斜纹夜蛾核多角体病毒gp37及其邻近序列的克隆及分析

从斜纹夜蛾核多角体病毒(Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus, SpltMNPV)基因组中克隆了gp37基因.分子生物学软件分析表明,在gp37基因内部存在糖基化位点.含有晚期表达基因的启动子序列(ATAAG),推测为晚期表达的病毒膜糖蛋白基因.通过GP37蛋白的同源性比较,绘制了以gp37基因为基础的杆状病毒进化树, 发现与以多角体蛋白基因（polyhedrin）为基础所绘制的杆状病毒分子进化树有较大差异.以polyhedrin基因为基础绘制的杆状病毒分子进化树将家蚕核多角体病毒（Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV）与杆状病毒代表种——苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒（Autographa californica multinucleocapsid nucleopolyhedrovirus, AcMNPV）分开,根据gp37基因分析则将二者归到同一分枝,这与以egt基因为基础绘制的杆状病毒分子进化树结果一致.     

杆状病毒出芽病毒粒子膜融合蛋白的研究进展

杆状病毒是一类感染节肢动物的病原微生物,其基因组为双链环状DNA,大小为80～180kb。杆状病毒科包括核多角体病毒属(Nucleopolyhedrovirus,NPV)和颗粒体病毒属(Granulovirus,GV),其中NPV根据病毒粒子在包膜中的粒子数目不同而划分为多核衣壳核多角体病毒(multiple nucleocapsid     

杆状病毒侵染的分子基础*

相状病毒是昆虫的专一性寄生病毒,可作为一种有效的生物杀虫剂。杆状病毒侵染寄主表现在其基因的功能上。侵染是一个复杂的过程,包括许多不同基因的表达、调控等,以苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒（Autographa califormica mucleopolyhedrovirus,AcMNPV）为例,从分子水平上概述了与杆状病毒侵染有关的基因及蛋白质的结构特性与功能,为进一步了解杆状病毒侵染寄主的机制,从而有效的改良杆状病毒,扩大杀虫谱,提高其杀虫效果提供参考。     

肌动蛋白抑制了杆状病毒多角体蛋白基因的转录与表达

为进一步研究肌动蛋白在杆状病毒感染晚期的作用,利用Bac-to-Bac系统构建了表达多角体基因、肌动蛋白与绿色荧光蛋白融合基因的重组病毒vAc-ph/70GA,同时构建对照病毒vAc-ph.实验发现,重组病毒vAc-ph/70GA感染Sf9细胞后能持续表达肌动蛋白,但不能形成多角体,vAc-ph则能形成多角体.sDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示,vAc-ph/70GA感染晚期,细胞内没有多角体蛋白的表达;RT-PCR的结果进一步表明多角体基因的转录被抑制.肌动蛋白的表达并没有影响vAc-ph/70GA对细胞的感染力.结果表明,晚期表达的外源肌动蛋白抑制了多角体基因的转录和表达,从而导致多角体不能正常产生.     

金特异性结合短肽介导的重组杆状病毒与胶体金构成的纳米复合体

纳米金在生物探针方面的应用技术是重要的研究方向, 这一技术的关键在于纳米金与生物分子有效的结合, 本文通过基因重组策略, 研究杆状病毒表面展示技术与金特异结合肽介导的固定化方法联用以构建生物-无机复合材料的可行性。利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统将合成的金特异结合肽基因融合到杆状病毒BmNPV囊膜糖蛋白gp64的N端信号肽与成熟蛋白之间构成转移质粒载体, 经过转座得到重组穿梭质粒pFB-gp64-Au, 转染Sf9昆虫细胞后收获多角体启动子控制下表达融合蛋白的重组AcMNPV。同时采用硼氢化钠还原法制备得到胶体金, 进行组建病毒 胶体金复合结构的初步研究。结果表明, 成功构建的重组穿梭质粒转染细胞后得到囊膜表面经金无机结合肽修饰的AcMNPV重组病毒, 并通过透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM)观察到由金特异结合肽所介导的病毒 胶体金的复合结构。这项研究有助于进行生物-无机复合体系构建及纳米材料在生物学领域应用的研究。