亲环素A对冠状病毒复制的影响及其抑制剂的抗病毒作用研究进展

亲环素A (CypA)是一种在生物界中广泛分布,并具有高度保守性的蛋白质,具有肽基脯氨酰顺/反异构酶活性,是免疫抑制药物环孢素A (CsA)的细胞内受体。冠状病毒是具有包膜的、单股正链RNA病毒,目前已知有7种冠状病毒可以感染人类,其中包括致命的SARS-CoV、MERS-CoV以及新型冠状病毒(SARS-CoV-2)。已有研究表明,CypA在SARS-CoV、CoV-229E、CoV-NL63以及FCoV等多种冠状病毒的复制中是必不可少的,而且CypA的抑制剂CsA及其衍生物(ALV、NIM811等)对多种冠状病毒具有明显的抑制作用,暗示CypA是潜在的抗冠状病毒药物靶点,CsA这种老药有可能是一种抗冠状病毒的药物。2019年底,新型冠状病毒突然肆虐中国,严重威胁人民生命健康并造成巨大经济损失。鉴于此,文中介绍了CypA对冠状病毒复制的影响,并阐述了其抑制剂的抗病毒作用,旨在为抗新型冠状病毒药物的研发提供科学依据及思路。     

RIG-I敲除293T细胞系的建立及其对B型流感病毒复制的影响

CRISPR/Cas9基因编辑技术是通过人工设计的单向导RNA(Single-guide RNA,sgRNA)指导Cas9蛋白对目的基因靶位点进行特异性的识别、结合和切割后,通过细胞的非同源末端连接或同源末端重组修复机制来完成对基因组的敲除与敲入的编辑技术。RIG-I是机体的一种模式识别受体,能够识别胞质中的含5′-三磷酸基团的RNA,并通过与下游信号分子MAVS相互作用,激活IRF3/7和NF-κB,从而启动I型干扰素和炎性因子的表达。已有研究表明,B型流感病毒(IBV)在感染早期能够上调RIG-I的表达水平。为了探索RIG-I是否为B型流感病毒激活抗病毒天然免疫信号通路的主要受体及其对IBV复制的影响,本研究利用CRISPR-Cas9技术对293T细胞中的RIG-I基因进行了敲除,经嘌呤霉素压力筛选到了一株稳定敲除RIG-I基因的293T(RIG-I-/-293T)细胞系。Western blotting检测发现,IBV或仙台病毒感染后该细胞系中RIG-I不再表达,说明该敲除细胞系构建成功。IBV感染RIG-I-/-293T细胞后,干扰素、炎性因子及干扰素刺激基因的转录水平与野生型293T细胞相比明显下降,并且在RIG-I-/-293T细胞中检测不到p65和IRF3磷酸化,表明IBV感染早期细胞因子的表达主要依赖于RIG-I信号通路的激活。IBV在野生型及RIG-I-/-293T细胞中的多步生长曲线表明,RIG-I可抑制IBV的复制。以上结果表明,RIG-I敲除的293T细胞系构建成功,RIG-I是IBV激活下游抗病毒天然免疫信号通路的主要受体之一,且对IBV的复制具有负调控作用,该研究为探索IBV的感染机制奠定了基础。     

基于深度学习的蛋白质建模与设计

随着蛋白质序列及结构数据的大量累积,在获得了大量描述性信息之后如何有效利用海量数据,从已有数据中高效提取信息并且应用到下游任务当中就成为了研究者亟待解决的问题。蛋白质的设计可使新蛋白的研发不再受限于实验条件,这对药物靶点预测、新药研发和材料设计等领域具有重要意义。深度学习作为一种高效的数据特征提取方法,可以通过它对蛋白质数据进行建模,进而加入先验信息对蛋白质进行设计。故此基于深度学习的蛋白质设计就成为一个具有广阔前景的研究领域。文中主要阐述基于深度学习的蛋白质序列与结构数据的建模和设计方法。详述该方法的策略、原理、适用范围、应用实例。讨论了深度学习方法在本领域的应用前景及局限性,以期为相关研究提供参考。     

干扰素膜蛋白Tet-on系统稳定细胞系的建立及对CA16病毒的抑制作用

通过Tet-on调控系统,构建受多西环素诱导表达干扰素诱导的跨膜蛋白(interferon-induced transmembrane proteins 1/2/3,IFITM1/2/3)基因的HeLa细胞系,并初步探索了IFITM蛋白对柯萨奇病毒A16(CA16)的抑制作用.首先将调控质粒pTet-on转染进入HeLa细胞,通过G418筛选出阳性克隆细胞系,在此细胞系基础上共同转染反应质粒pTRE2-IFITM1/2/3和伴侣质粒pTK-Hyg,通过潮霉素筛选出单克隆细胞系,加入多西环素后利用Western印迹筛选出可诱导表达IFITM1/2/3蛋白的单克隆细胞系.使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测发现,多西环素诱导表达的IFITM蛋白对不同感染复数(multiplicity of infection,MOI)的CA16具有明显的抑制作用,其中IFITM 3对CA16的抑制效果最为明显.Tet调控IFITM1/2/3基因表达HeLa细胞系的成功建立,为进一步研究IFITM基因的功能及其抗病毒机理提供了一个理想的细胞模型.     

不同亚型流感病毒NS1蛋白的细胞定位差异分析

NS1蛋白是流感病毒编码的一种小分子多功能蛋白,可在病毒的复制过程中抑制宿主细胞的抗病毒免疫应答。为研究不同亚型流感病毒的NS1蛋白在细胞内的定位差异,分别用H1N1亚型WSN、PR8和CA04毒株,H9N2亚型SD毒株及H7N9亚型AH01毒株感染A549、MDCK细胞系以及构建的可表达不同亚型流感病毒NS1蛋白的p CMV-Myc-NS1质粒转染293T细胞,用激光共聚焦显微镜观察发现不同亚型流感病毒在不同细胞系和时间点的定位差异,感染后24 h时WSN和PR8毒株的NS1主要定位于细胞质中,而CA04和SD毒株主要定位于细胞核内。另外,观察过表达的WSN、SD和AH01毒株NS1的细胞定位,转染后24 h时WSN毒株NS1定位于细胞质中,而SD和AH01毒株主要定位于细胞核中。经氨基酸序列比对,对WSN毒株NS1蛋白进行关键氨基酸点突变,结果显示单一位点的改变未导致NS1蛋白细胞定位的改变,其细胞定位的差异不是由单一位点决定的。综上所述,分析不同亚型中的NS1的定位差异,这对进一步了解NS1蛋白同宿主细胞不同区域的蛋白的相互作用、流感病毒的调节机制以及病毒感染细胞中天然免疫反应具有一定的指导意义。     

利用表面增强拉曼光谱技术分析温度及pH值对H1N1亚型流感病毒增殖的影响

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种基于纳米颗粒的拉曼光谱,可以高灵敏度地检测流感病毒等重要病原微生物,鉴定不同毒株间的差异。为了建立一种快速检测流感病毒SERS的方法,本实验利用SERS技术对流感病毒H1N1亚型不同毒株在不同温度和pH值的条件下进行了病毒毒价强弱的检测,将流感病毒样品与金纳米颗粒混合静置后用拉曼共聚焦显微镜进行激光扫描。结果显示在pH为7.2、温度为37℃的条件下3个H1N1亚型的毒株SERS检测结果显示均出现至少1个大于(或等于)3 000的峰值,该状态下病毒毒价最强,最适合病毒生长。另外,细胞生物学方法与SERS技术结果一致,检测中均表现出较好的稳定性和准确性。     

聚乙烯亚胺包裹小环DNA形成的纳米颗粒传输外源基因的性质表征

聚乙烯亚胺(PEI)是一种具有良好生物安全性和生物相容性的非病毒载体,能高效转染肿瘤细胞。小环DNA是一种去除质粒细菌骨架,只含有目的基因表达框的环状DNA分子。与普通质粒相比,小环DNA具有表达效率高、持续时间长的优势。使用PEI包裹携带报告基因gfp和抑癌基因pten小环DNA载体,并利用各种技术手段分析了该传输系统的理化性质和生物学效应。凝胶阻滞实验、电镜实验及MTT实验分析结果表明利用PEI包裹小环DNA和质粒DNA体系性质无显著的差别,并且2种复合物对细胞毒性亦无明显差别;但是动态光散射实验结果显示由于PEI可以包裹更多数量的小环DNA,所以PEI包裹小环DNA形成的复合物粒径要略大于包裹质粒DNA形成的复合物粒径。荧光显微镜实验、real-time PCR分析和Western blotting分析结果表明,PEI包裹小环DNA形成的复合物对细胞的转染效率要远远高于PEI包裹质粒DNA所形成的复合物,并且小环所携带的外源基因的表达效率要远远高于质粒DNA所携带的外源基因的表达效率。实验结果表明,PEI包裹小环DNA形成的纳米颗粒在细胞转染过程中具有很高的表达效率,这一研究结果为PEI包裹小环DNA的非病毒载体系统在传输外源基因过程中的应用提供理论基础和技术支持。     

甲型流感病毒蛋白和遗传物质在宿主细胞质内顺向转运过程及其机制

流感病毒的蛋白和基因组在宿主细胞内能否正确地转运到相关部位,直接影响到病毒颗粒的形态发生。流感病毒跨膜蛋白(HA、NA和M2)主要通过宿主细胞的运输膜泡实现转运,而宿主细胞的蛋白转运机器参与了这一过程。新合成的流感病毒核糖核蛋白复合物(vRNPs)出核后,通过与活化的Rab11相结合,聚集于邻近微管组织中心(MTOC)的胞内体。然后以运输小膜泡的形式,沿着MTOC的微管网络向细胞膜方向转运。跨膜蛋白和基因组在细胞质内的转运受一些宿主因子的调控,如ARHGAP21和小G蛋白Cdc42能够调节NA蛋白向细胞膜转运,Rab11协助vRNPs从MTOC向细胞膜转运。文中主要讨论新合成的流感病毒跨膜蛋白和遗传物质在宿主细胞质内的顺向转运(Anterograde transport)过程与调控。     

IFN-α对gp96的上调降低其抗HBV的效率

[目的]探讨IFN-α上调热休克蛋白gp96对其抗HBV作用的影响.[方法]首先通过RT-PCR、荧光报告基因和Western blot在转录和蛋白水平上研究IFN-α对gp96上调的时间、剂量依赖性.其次,利用RT-PCR、ELISA分别研究转染表达gp96、RNA干扰gp96对HBV复制的影响.最后,通过ELISA、RT-PCR研究RNA干扰gp96后IFN-α抗HBV的作用.[结果]发现IFN-α对gp96的上调具有时间、剂量依赖性.而gp96的上调促进了HBV的复制,消除IFN-α对gp96的上调显著增强IFN-α抗HBV的效率.[结论]IFN-α上调gp96对其抗乙肝病毒功能起负面影响,抑制gp96上调可增强IFN-α的抗病毒效果.     

细胞表达流感病毒抗体CR6261 VH与scFv对流感病毒感染的影响

由于新发现的流感病毒抗体CR6261可以中和多种亚型的流感病毒,而且是其VH区结合于流感病毒蛋白HA的保守区,因此该抗体有望成为一种广谱的流感治疗性抗体而备受关注。通过构建真核表达载体pCR6261VH、pCR6261VH-GFP、pCR6261scFv,成功地筛选到在细胞膜上稳定表达CR6261VH、CR6261VH-GFP与CR6261scFv的单克隆细胞系。用流感病毒去感染稳定细胞系,间隔12 h取上清检测病毒血凝效价。结果表明：稳定表达CR6261scFv和CR6261VH-GFP细胞系能够降低病