中蜂囊状幼虫病毒RdRp基因dsRNA干扰的研究

中蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)可以引起中蜂幼虫死亡,给中蜂的养殖造成严重的威胁。其RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)是病毒复制中必不可少的中心酶,控制着病毒的复制和翻译过程。本研究以CSBV RdRp基因为靶标,选取两个干扰区域RdRp-1和RdRp-2,并构建相应的dsRNA表达载体,获取dsRNA后进行RNAi实验,通过qRT-PCR检测CSBV RdRp基因的表达情况。实验结果显示:干扰片段RdRp-1不能显著下调RdRp基因的转录,而干扰片段RdRp-2可显著性下调RdRp表达并具有剂量依赖性,当添食2μg dsRdRp-2时,在72 h RdRp基因表达下调了85%,CSBV的衣壳蛋白VP1基因下调表达78%,幼虫死亡率降低60%,表明RdRp基因可以作为RNA干扰的靶标用于CSBV防治,本研究为后期在养蜂场进行蜜蜂病毒病的防治奠定了基础。     

中华蜜蜂热休克蛋白70的克隆、表达及中蜂囊状幼虫病毒感染后表达差异分析

[目的]本研究旨在明确中华蜜蜂Apis cerana cerana热休克蛋白70 (Heat shock protein 70,HSP70)与中蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)的关系.[方法]首先根据NCBI上已公布的中华蜜蜂HSP70的全基因(NO.MH122655.1)序列,设计特异性引物,提取3日龄中华蜜蜂幼虫总RNA,通过RT-PCR方法获得HSP70基因,并通过生物信息学软件进行分析;其次将其克隆到原核表达载体pET-32a中,转化入大肠杆菌BL21(DE3)进行蛋白表达,并制备重组蛋白,将纯化的重组蛋白免疫小鼠制备多克隆抗体;最后利用制备多克隆抗体作为一抗,通过Western-blot方法检测CSBV感染中华蜜蜂前后HSP70在幼虫体内的变化.[结果]成功获取中华蜜蜂HSP70蛋白的全基因,其核苷酸序列全长为1833 bp,生物信息学分析后,发现其编码蛋白存在7个抗原表位.利用原核表达系统,成功获得大小约87 ku的重组蛋白HSP70,免疫小鼠后获得多克隆抗体,经Western-blot分析能与标签蛋白发生特异性反应;对感染CSBV前后蜜蜂体内HSP70蛋白检测发现感染后HSP70表达水平显著提高.[结论]通过原核表达系统,成功表达中华蜜蜂HSP70基因和HSP70多克隆抗体,并证实CSBV感染后影响中华蜜蜂体内HSP70蛋白表达量的改变,为深入研究HSP70功能提供了帮助.     

中蜂囊状幼虫病毒结构蛋白VP2的密码子优化表达及其免疫原性研究

利用生物信息学软件对编码中蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)VP2结构蛋白的密码子进行优化来提高VP2蛋白表达量,并进行免疫原性研究确定VP2蛋白的免疫原性。通过对17株囊状幼虫病毒(SBV)和7株中蜂囊状幼虫病毒(CSBV)的VP2基因序列进行比对,选取代表毒株(GenBank:HM237361.1)CSBV-LN株VP2基因作为参考序列,并用在CSBV所有毒株中保守性相对较强的氨基酸替换CSBV-LN株VP2对应位置的氨基酸,通过在线软件(http://www.jcat.de/和http://genomes.urv.es/OPTIMIZER/)对其密码子进行优化,构建原核表达质粒pET-28a-optiVP2,并转化入BL21(DE3)中,进行诱导表达。表达产物经SDS-PAGE和Westren blot鉴定正确后,将表达蛋白纯化并免疫至白来杭母鸡,对免疫鸡的抗体水平和淋巴细胞增值指数进行检测,研究CSBV VP2蛋白的免疫原性。同时,收集免疫后鸡蛋制备卵黄抗体,经纯化再与CSBV相互作用后,接种于3日龄蜜蜂幼虫,观察接种后幼虫死亡率,研究卵黄抗体中和CSBV病毒能力。结果显示,优化后的optiVP2能够在大肠杆菌中高效表达,其表达产物具有良好免疫原性,表达产物接种白来杭母鸡可诱导产生抗体,制备的卵黄抗体具有中和CSBV的作用。本实验实现了CSBV结构基因VP2在原核系统的高效表达,鸡免疫实验表明其具有良好免疫原性,并且可诱导鸡产生保护作用中和抗体,为进一步开发防治CSBV的生物制剂提供了帮助。     

中蜂囊状幼虫病毒结构蛋白VP2杆状病毒表达与间接ELISA方法建立

为了检测中华蜜蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)抗体水平,用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统,构建含有CSBV VP2的重组杆状病毒rBac-VP2,并在昆虫细胞中获得表达。用经过纯化的重组VP2蛋白作为包被抗原,建立CSBV抗体的间接酶联免疫吸附试验(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测方法。结果表明成功的表达了VP2蛋白。优化反应条件后,建立的ELISA检测方法仅与CSBV阳性IgY发生特异性反应,与其它蜜蜂病毒的阳性IgY不发生交叉反应,且检测阳性IgY的灵敏度达到了1∶6 400,证明其具有良好的特异性和敏感性。批内重复与批间重复变异系数均小于10%。与CSBV全病毒包被进行比较,检测结果差异不显著,说明该方法适用于抗CSBV抗体检测。     

中华蜜蜂幼虫原代细胞培养及中华蜜蜂囊状幼虫病毒在培养的细胞中的复制

【目的】建立一种适用于蜜蜂源的细胞培养方法,为蜜蜂源细胞培养和蜂病毒的研究奠定基础。【方法】比较在Grace和WH2两种昆虫细胞培养基中培养的中华蜜蜂 Apis cerana cerana 幼虫原代细胞状况,筛选出适用于中华蜜蜂幼虫原代细胞培养的最佳培养基,并通过细胞活力比较,确定用于中华蜜蜂幼虫原代细胞培养的适宜胎牛血清(fetal bovine serum, FBS)浓度。在此基础上,用该原代细胞接种中华蜜蜂囊状幼虫病毒（Chinese sacbrood bee disease, CSBV）,并通过实时定量RT-PCR方法对病毒复制情况进行检测。【结果】相对于WH2培养基,在Grace培养基中生长的细胞大而圆,透明,边缘整齐,无颗粒物,活力明显高于WH2培养,且含15% FBS的Grace培养基更适合于中华蜜蜂幼虫原代细胞培养。CSBV接种在该原代细胞,能够复制增殖,同时伴随宿主细胞快速分裂。【结论】中华蜜蜂幼虫原代细胞培养基在含15%FBS的Grace中能够良好生长,并且CSBV可以在该原代细胞中进行复制。     

中华蜜蜂肠粘蛋白AcMucin5AC-1的鉴定和定位分析

【目的】本研究旨在鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana肠粘蛋白AcMucin5AC-1的结构、分布及对中肠的影响,为解析蜜蜂中肠的生理功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学比较分析中华蜜蜂AcMucin5AC蛋白的序列特征;利用RT-qPCR检测AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠和表皮以及2日龄幼虫感染中华蜜蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus, CSBV)后0, 12, 24, 48和72 h时中肠中的表达量。通过原核表达系统对中华蜜蜂AcMucin5AC-1进行表达,亲和层析柱纯化重组蛋白并制备相应多克隆抗体;Western blot检测AcMucin5AC-1在中华蜜蜂健康3-6日龄幼虫中以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜中的表达,应用间接免疫荧光试验分析AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中的定位。通过饲喂法利用RNAi沉默中华蜜蜂2日龄幼虫AcMucin5AC-1后12, 24, 48和72 h时分析RNAi干扰效率,利用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色法探究RNAi干扰2日幼虫AcMuc...     

中华蜜蜂囊状幼虫病毒北京分离株VP1蛋白基因序列特征及原核表达

【目的】研究中华蜜蜂囊状幼虫病毒（Chinese sacbrood virus, CSBV）VP1蛋白的分子进化特征及遗传多样性。【方法】利用RT-PCR方法,克隆了8株CSBV北京分离株VP1蛋白的基因编码区。【结果】序列分析表明,VP1蛋白基因编码区开放阅读框长945 bp,编码315个氨基酸,推测编码蛋白的相对分子量和等电点分别为35.42 kDa和9.23,具有亲水性和免疫原性。序列同源性分析表明,不同年份CSBV北京分离株VP1蛋白氨基酸序列间差异较小,仅个别氨基酸存在差异。北京分离株与辽宁分离株及越南分离株VP1核苷酸序列一致性达93%,与印度及韩国分离株VP1核苷酸序列一致性达92%,与英国分离株VP1核苷酸序列一致性最低,为88%。序列分析同时表明,CSBV北京分离株VP1蛋白序列存在特有的序列特征,同其他地区分离株比较,北京分离株VP1蛋白序列中存在着氨基酸的插入突变。序列替换率分析表明,亚洲型分离株间序列替换率低于亚洲分离株与欧洲分离株间的替换率。构建原核表达载体pEASY-E1-VP1,经IPTG诱导,CSBV VP1蛋白在大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3）pLysS菌株中表达。【结论】本研究提示CSBV不同分离株基因序列存在变异,结果为进一步研究CSBV致病性分化的分子机理奠定了基础。     

囊状幼虫病病毒侵染对中华蜜蜂营养和免疫反应的影响

【目的】囊状幼虫病病毒(sacbrood virus, SBV)是严重危害中华蜜蜂Apis cerana cerana蜂群健康和种群数量的病原微生物,但其对蜜蜂的致死机制不明。本研究旨在探究SBV对不同发育阶段中华蜜蜂营养代谢和免疫的影响。【方法】分别给中华蜜蜂2日龄幼虫和新羽化成虫饲喂SBV,逐日统计死亡蜜蜂数量,检测病毒对蜜蜂存活的影响;利用qPCR检测中华蜜蜂4日龄幼虫、预蛹以及10和20日龄成虫体内SBV RNA、营养代谢基因(ilp1, ilp2, hex110, hex70b, hex70c和vg)、先天性病毒免疫基因(rel, toll, apidaecin, abaecin, defensin, hymenoptaecin, jra, key和state92e)、细胞凋亡基因(atg7和LOC100577876)和抗RNA病毒基因(dis3和dicer)的表达水平。【结果】 SBV感染显著降低了中华蜜蜂幼虫的存活率,但对成虫的生存影响不明显。SBV RNA在中华蜜蜂4日龄幼虫和预蛹体内的表达量显著高于其在10和20日龄成虫体内的表达量。SBV显著降低了中华蜜蜂幼虫营养代谢基因ilp1, ilp2, hex110, hex70b和hex70c以及成虫营养代谢基因vg和hex110的表达量,但显著提高了4日龄幼虫rel, toll, apidaecin, abaecin, defensin, hymenoptaecin和jra以及成虫key和 state92e等先天性病毒免疫基因的表达量,还引起预蛹体内的细胞凋亡基因atg7和LOC100577876的表达量显著增加。【结论】SBV在中华蜜蜂幼虫和预蛹体内的感染水平远高于在成虫体内的,其对幼虫的危害也大于对成虫。SBV显著影响了中华蜜蜂正常的营养代谢,染毒中华蜜蜂能够提高自身的免疫水平来应对;预蛹期中华蜜蜂幼虫细胞凋亡水平的显著增加可能与化蛹异常及死亡有关。     

中华蜜蜂AcNPC2b的原核表达和鉴定

[目的]中华蜜蜂Apis cerana cerana(简称中蜂),其胞内胆固醇转运体AcNPC2a能够识别并结合几种微生物的细胞壁,AcNPC2存在于该蜂触角,参与嗅觉通讯,关于AcNPC2b的功能尚未见报道.[方法]通过对中华蜜蜂AcNPC2b基因进行原核表达,以纯化的重组蛋白免疫小鼠,制备多克隆抗血清;利用荧光定量PCR和免疫印迹检测AcNPC2b的转录活性及蛋白水平,通过微生物结合测定对AcNPC2b的功能进行探索.[结果]中蜂AcNPC2b含有信号肽和ML结构域,具有3个二硫键,与果蝇Drosophila melanogaster DmNPC2b聚为一个亚枝.荧光定量qRT-PCR检测发现,感染中蜂囊状幼虫病毒(Chinses sacbrood virus,简称CSBV)的幼虫体内AcNPC2b基因的表达呈现出先微弱下调再持续上调的趋势.获得了约16ku的重组蛋白AcNPC2b并制备了多克隆抗体,免疫印迹结果表明,中蜂AcNPC2b蛋白在工蜂头、胸与中肠中的表达量最高,触角、马氏管与脂肪体中次之.AcNPC2b蛋白在正常与感染CSBV病毒的中蜂幼虫中均有表达,且在感染CSBV的中蜂幼虫中有微弱上调.重组蛋白AcNPC2b微生物结合测定实验结果显示中蜂AcNPC2b重组蛋白均能与活的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌以及白僵菌结合.[结论]正常与感染CSBV病毒的中蜂幼虫体内AcNPC2b基因转录水平和AcNPC2b蛋白的表达含量存在差异,重组蛋白AcNPC2b具有识别并结合病原菌的能力,为后续深入研究AcNPC2b蛋白的分子功能奠定了一定理论基础.     

中华蜜蜂半乳糖凝集素AcGalectin的表达、纯化及性质分析

【目的】本研究旨在明确中华蜜蜂Apis cerana cerana半乳糖凝集素(galectin)的功能及其与病毒的相互作用。【方法】提取中华蜜蜂的总RNA,利用RT-PCR技术获得Galectin基因,然后利用生物信息学软件对基因序列及其推导氨基酸序列和结构特征进行分析;再依据大肠杆菌Escherichia coli密码子的偏嗜性对该基因密码子进行优化、原核表达,并制备重组蛋白;最后,通过Far-western blotting技术检测纯化的重组蛋白与纯化的中蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)、慢性蜜蜂麻痹病毒(Chronic bee paralysis virus,CBPV)和残翅病毒(Deformed wing virus,DWV)的结合情况。【结果】从中华蜜蜂中克隆到Galectin基因,并将其命名为Ac Galectin(Gen Bank登录号:MG557559),其cDNA全长为1 473 bp。Ac Galectin空间结构比较稳定,包含一个半乳糖识别结构域。系统进化树表明,Galectin明显分为两簇,膜翅目蜜蜂科昆虫的Galectin形成一个簇,而其他昆虫Galectin形成另一簇。经密码子优化后的Ac Galectin基因能够在大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)中高效表达。纯化的重组Ac Galectin蛋白可与CSBV和CBPV结合,但不与DWV结合。【结论】结果表明Ac Galectin与蜂病毒CSBV和CBPV有结合作用。本研究为Ac Galectin在CSBV和CBPV感染过程中的功能研究奠定了基础。     

Prevention of Chinese Sacbrood Virus Infection in Apis cerana using RNA Interference

Chinese sacbrood virus (CSBV) is the pathogen of Chinese sacbrood disease, which poses a serious threat to honeybee Apis cerana, and tends to cause bee colony and even the whole apiary collapse. Here we report on prevention of CSBV infection by feeding second instar larvae of A. cerana with specific sequences of CSBV double-stranded RNA (dsRNA). Protection of the bee larvae from CSBV by ingestion of CSBV-derived dsRNA was further demonstrated by quantitative real-time PCR (qRT-PCR) and northern blot analysis. The result provides a potential method to protect A. cerana from CSBV infection.     

茎环法RT-qPCR定量检测细胞抗猪瘟病毒siRNA的表达

RNAi(RNA interference)已成为特异抗病毒治疗研究的热点,但siRNA(small interfering RNA)的定量检测仍是评价RNAi抗病毒效果的瓶颈。为了检测抗CSFV特异siRNA分子(siN1和siN2)在细胞中的表达水平,设计并以交叉组合方法筛选了具有较高特异性和灵敏度的siRNA特异茎环引物(SLP-N1-6和SLP-N2-8),成功地建立了最优的siN1和siN2的茎环法RT-qPCR检测方法。该方法表现出良好的特异性和较高的灵敏度,能检测出102至108个拷贝的siRNA,至少可达7个数量级的检测范围,平行性好(Rsq=0.999),扩增效率高(Eff.=98.2%)。茎环法RT-qPCR能准确地定量检测抗CSFV的PK-15细胞克隆的siN1/siN2表达水平,可结合常规的检测病毒水平的间接免疫荧光和TCID50等技术定量评价RNAi抗CSFV的有效性,为未来抗猪瘟转基因猪的抗病毒效果评价提供了先进的检测技术。     

Ebolavirus proteins suppress the effects of small interfering RNA by direct interaction with the mammalian RNA interference pathway

Cellular RNA interference (RNAi) provides a natural response against viral infection, but some viruses have evolved mechanisms to antagonize this form of antiviral immunity. To determine whether Ebolavirus (EBOV) counters RNAi by encoding suppressors of RNA silencing (SRSs), we screened all EBOV proteins using an RNAi assay initiated by exogenously delivered small interfering RNAs (siRNAs) against either an EBOV or a reporter gene. In addition to viral protein 35 (VP35), we found that VP30 and VP40 independently act as SRSs. Here, we present the molecular mechanisms of VP30 and VP35. VP30 interacts with Dicer independently of siRNA and with one Dicer partner, TRBP, only in the presence of siRNA. VP35 directly interacts with Dicer partners TRBP and PACT in an siRNA-independent fashion and in the absence of effects on interferon (IFN). Taken together, our findings elucidate a new mechanism of RNAi suppression that extends beyond the role of SRSs in double-stranded RNA (dsRNA) binding and IFN antagonism. The presence of three suppressors highlights the relevance of host RNAi-dependent antiviral immunity in EBOV infection and illustrates the importance of RNAi in shaping the evolution of RNA viruses.     

Short interfering RNA-mediated inhibition of herpes simplex virus type 1 gene expression and function during infection of human keratinocytes

RNA interference (RNAi) is an antiviral mechanism that is activated when double-stranded RNA is cleaved into fragments, called short interfering RNA (siRNA), that prime an inducible gene silencing enzyme complex. We applied RNAi against a herpes simplex virus type 1 (HSV-1) gene, glycoprotein E, which mediates cell-to-cell spread and immune evasion. In an in vitro model of infection, human keratinocytes were transfected with siRNA specific for glycoprotein E and then infected with wild-type HSV-1. RNAi-mediated gene silencing reproduced the small plaque phenotype of a gE-deletion mutant virus. The specificity of gene targeting was demonstrated by flow cytometry and Northern blot analyses. Exogenous siRNA can suppress HSV-1 glycoprotein E expression and function during active infection in vitro through RNAi. This work establishes RNAi as a genetic tool for the study of HSV and provides a foundation for development of RNAi as a novel antiviral therapy.     

利用RNA干扰机制抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒的增殖

本文探讨依靠RNAi技术对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)增殖的干扰作用。筛选到针对编码PRRS病毒核衣壳蛋白的N基因的两处靶序列作为候选片段,在MARC-145细胞上进行基因干扰实验研究。成功观测到由载体表达的小干扰RNA(siRNA)在MARC-145细胞中对PRRS病毒增殖的抑制现象。通过选取不同时间段对病毒进行TCID50检测,以及对CPE出现时间进行观察和免疫荧光技术,得到RNA干扰对PRRS病毒增殖抑制作用的动态数据。证实在真核细胞水平上,RNA干扰机制可以抑制PRRS病毒的增殖。实验结果表明,依靠载体表达的RNA干扰技术将会对今后针对PRRS病毒的新型疫苗开发提供一个新思路。     

Characterization of sacbrood virus and its infection in Apis cerana in the Qiandao Lake region in Zhejiang Province,China

Chinese sacbrood virus (CSBV) is a disastrous virus that fatally threatens honeybees (Apis cerana) in China. Here, we identified the complete genome of CSBV using the rapid amplification of cDNA ends (RACE) method and compared the obtained sequences with those of other SBVs through multiple sequence alignment. The results showed that the full-length of CSBV genome from Zhejiang Province (CSBV-ZJ) is 8824 bp and contains a single, large open reading frame (ORF) that encodes 2842 amino acids flanked by 190 nucleotides (nts) of the 5′-untranslated region (UTR) and 108 nts of the 3′-UTR. The multiple genome comparison showed that SBVs have five conserved domains and that CSBV-ZJ belong to SBV type II. The phylogenetic analysis demonstrated that the CSBV-ZJ strain was similar to the CSBV from Fuzhou (CSBV-FZ) strain. Colonies collected from most of the sampling sites in the area surrounding Qiandao Lake were carriers of CSBV. The haplotypes of the VP1 gene formed a network with radiated and reticular structures. In conclusion, this characterization of the CSBV-ZJ genome will help us understand the SBV prevalence mechanism and aid the protection of honeybees.