湖南沙子岭猪内源性逆转录病毒的研究

为评价从猪到人异种移植的生物安全性提供依据,从湖南沙子岭猪的保种群内随机采集31头个体的耳样组织,应用PCR和RT-PCR技术分别检测这些组织中内源性逆转录病毒（porcine endogenous retrovirus,PERV）的前病毒DNA和mRNA,并对PCR扩增的灵敏性进行评估。多组织RT-PCR检测3头沙子岭猪肾、心、肝、肺、脾 等组织中PERV的表达情况,了解其在各组织中的分布情况;最后,扩增、测序该猪种的env基因,结果用NCBI中的BLAST软件进行分析。PCR和RT-PCR结果表明,所检测的31头沙子岭猪均带有PERV前病毒DNA,耳样组织中均有PERV mRNA表达,其中有2头个体携带 env-A、env-B、env-C 3种囊膜蛋白基因,而其余的29头个体只带有env-A、env-B 两种囊膜蛋白基因,未检测到env-C基因。多组织RT-PCR扩增结果表明,3头沙子岭猪的肾、心、肝、肺、脾等组织中,pol、gag、env-A、env-B 基因均有表达,未检测到env-C基因表达。测序沙子岭猪的env基因,结果发现,沙子岭猪env-B 和env-C基因与其他猪种序列比较分别存在2 和10个碱基的差异,而env-A基因序列没有差异,说明不同的猪种之间 env基因存在多态性。以上结果表明,沙子岭猪种群携带PERV,其亚型主要以PERV-A,B为主;PERV在该猪种肾、心、肝、肺、脾等多种组织中的分布没有明显组织特异性,且93.5 % (29/31)个体表现为 env-C 基因缺失,提示沙子岭猪作为候选猪种可能在异种移植中具有较好的应用前景。     

四川山鹧鸪基因组中内源性逆转录病毒的分析

内源性逆转录病毒(ERV)是插入到宿主基因组中的、可以稳定遗传的病毒基因组,能够在宿主体内表达和复制,调节插入位点附近的基因表达,以及抑制同源病毒的感染。从四川山鹧鸪Arborophila rufipectus基因组中确定了3 962个全长ERV拷贝,其中4个具有完整的结构,72个具有自我复制的能力,554个含有gag、pol或env基因所编码的蛋白质结构域。根据逆转录酶序列的相似性,确定了7个ERV家族,并依据与其他物种的相似性对家族进行了命名。其中,AruERV-L包含122个ERV拷贝,为拷贝数最多的家族。7个ERV家族的年龄分布在0～12百万年,其中AruERV-K1是最年轻的家族,其约86%的拷贝年龄在1百万年以内。     

中国两头乌猪品种内源性逆转录病毒基因研究

目的对5个中国两头乌猪品种(通城猪、东山猪、沙子岭猪、赣西两头乌猪和金华猪)及3个国外品种(大白猪、长白猪和杜洛克猪)猪内源性逆转录病毒(PERV)的核心蛋白(gag)基因、多聚酶(pol)基因、囊膜(env)基因的3个亚型A、B、C,分别从DNA和RNA水平上进行研究,以发现中国两头乌猪品种在异种器官移植中的资源优势。方法利用PCR方法在DNA水平上对PERV基因的三个亚型进行鉴定,并通过半定量PCR方法在RNA水平上检测通城猪和大白猪PERV各亚型在心、肝、脾、肺、肾、肌肉、脂肪、淋巴和脑组织中的表达谱。结果4个华中两头乌猪种中env-AB型为主要PERV亚型,分别占被测总数的92%～100%。在这4个品种中均没有检测到C亚型,金华猪以及3个国外猪种中均检测到了C亚型,病毒亚型种类也更丰富。半定量PCR实验结果显示gag、pol基因在两个品种9个组织中广泛表达,env-A在通城猪的心、肝、肺、脂肪和淋巴组织中表达量较低,env-B在通城猪的心脏和淋巴组织中表达量较低,而env-B在大白猪的肾脏中表达很低,其他所测8个组织中表达量都较高。结论通城猪、东山猪、赣西两头乌猪和沙子岭猪可以做为较佳的异种移植候选供体,具有良好的应用前景。     

原位胶原酶循环灌注法分离猪肝细胞

本文建立了原位胶原酶循环灌注分离猪肝细胞方法并与离体两步胶原酶灌注法进行了比较。猪门静脉和下腔静脉分剐插管,先用D-Hanks液灌注,再采用自制的循环灌流装置进行胶原酶循环原位灌注分离猪肝细胞,分离后的肝细胞以5×105/ml培养,观察分离和培养7d的肝细胞产量、活率、蛋白质合成功能、葡萄糖合成功能和LDH含量。同时测定离体组的上述指标。研究结果表明采用原位胶原酶循环灌注法每克肝组织分离获得的肝细胞总量为5.1×107,肝细胞活率98.6％,培养7d肝细胞活率89.5％。肝细胞的蛋白质合成功能在培养7d中保持稳定;葡萄糖合成功能从1d时1.05±0.15nmol/cell下降到3d时0.74±0.09nmol/cell;LDH含量在3d较高。原位胶原酶循环灌注法分离的猪肝细胞总量、活率高于离体法;蛋白质合成功能和葡萄糖合成功能强于离体法。因此,原位胶原酶循环灌注分离猪肝细胞方法可获得大量高活率和良好功能的猪肝细胞。     

猪内源性反转录病毒感染HEK293细胞模型的建立

目的　建立猪内源性反转录病毒感染HEK2 93细胞的模型 ,验证PERV在体外对人源细胞的感染性 ,并进一步研究PERV的生物学特性。方法　将G4 18抗性的HEK2 93细胞与猪源PK 15细胞共培养 ,6周后 ,用含有6 0 0 μg mlG4 18的选择性培养基对共培养细胞进行加压筛选 ,用以除去共培养体系中的PK 15细胞 ;然后应用PCR及RT PCR的方法对所制备的感染细胞模型进行系统鉴定。结果　经 6周共培养及 3周加压筛选后 ,细胞的形态、生长速度及折光性均未见明显变化 ;PCR及RT PCR鉴定表明 ,筛选后的共培养体系中已没有PK 15细胞的存在 ;PERV特异性检测方法检测显示 ,该细胞模型的DNA中已有PERV的整合且有PERV特异性mRNA的表达。结论　本实验成功建立了PERV感染HEK2 93细胞的模型 ,证实了PERV在体外对人源细胞具有感染性 ;为PERV生物学特性的研究奠定了基础     

猪内源性反转录病毒在中国实验小型猪中的存在与表达

目的对中国实验小型猪中内源性反转录病毒的存在与mRNA的表达进行检测,摸清中国实验小型猪中内源性反转录病毒的携带情况.方法根据已发表的PERV的序列设计并合成了三对引物,分别用于检测PERV核心蛋白基因(gag)、多聚酶基因(pol)及囊膜基因(env)的存在与表达;同时,根据目前通用的env基因分型方法合成了三对用于分型检测的引物env-A、env-B、env-C.应用PCR、RT-PCR扩增的方法,对来自于中国实验小型猪外周血淋巴细胞的DNA和RNA样品进行了检测.结果在6个被检DNA样品中均检出了PERV特异性DNA的存在;同样,在被检RNA样品中均有PERV特异性RNA的表达,且所表达的PERV均为A型和B型,在所有样品中均未检出C型PERV的表达.结论初步表明中国实验小型猪中存在内源性反转录病毒序列,且能以mRNA的形式表达,这一结果为我国特有小型猪的开发、利用及其病毒安全性评价奠定了基础.     

猪皮肤成纤维细胞PERV体外和体内感染性的研究

为了解猪皮肤成纤维细胞PERV在体外和体内的感染性,通过建立猪皮肤成纤维细胞系,将所建细胞系与人胚胎肾293细胞体外共培养,并移植于严重联合免疫缺陷鼠(SCID鼠)皮下进行猪皮肤成纤维细胞PERV的体外和体内感染性实验。结果表明,猪皮肤成纤维细胞与人胚胎肾细胞共培养过程中,猪内源性逆转录病毒感染人胚胎肾细胞,进一步证实和拓宽了猪细胞PERV感染人细胞的范畴;猪皮肤成纤维细胞移植SCID鼠皮下后,导致SCID鼠发生猪细胞微嵌合(78．57％)和PERV在体内感染(85．71％)并且波及远离移植部位的多种组织或器官,但是并未检测出SCID鼠组织中表达PERV env RNA。这就证实了猪皮肤成纤维细胞PERV的体外感染性和在小鼠体内的感染性,但未能找到PERV在体内活跃复制的明显证据。因而,在猪异种移植过程中PERV传播的潜在危险仍然是必须高度重视的生物安全性问题。     

内源性逆转录病毒生物学功能及与肿瘤的关系

内源性逆转录病毒(endogenous retrovirus,ERV)是在生物进化过程中外源性逆转录病毒感染宿主生殖细胞,继而整合入基因组而被后代遗传下来的产物。虽然之前被认为是垃圾DNA序列,但越来越多的研究表明,ERV不但有着重要的生理功能,如参与胎盘的形态发生和抑制外源性逆转录病毒的感染等,还可能与某些疾病,如肿瘤的发生相关。主要围绕人和小鼠中的内源性逆转录病毒,就其生物学功能以及与肿瘤的关系作一简要综述。     

生物人工肝研究和应用进展

人工肝支持系统是用来为肝衰竭患者提供体外肝脏功能支持的技术方法.非生物人工肝在已经广泛应用肝衰竭患者的临床治疗,生物人工肝(BAL)以分离的哺乳动物肝细胞构成的生物反应器为解毒系统,可有效替代肝脏的解毒功能和合成功能,并可预防肝性脑病、肝昏迷和脑水肿.可作为肝移植前的过渡辅助,同时改善患者自身肝脏的功能以利于其功能的恢复.本文主要对生物人工肝的研究及应用进展进行综述.生物人工肝研究虽然取得了重大进展,但仍然面临寻找理想肝细胞来源,长期维持肝细胞的活性和功能,进一步优化反应器设计等问题.     

小菜蛾基因组中内源性逆转录病毒元件PxERV的发现与特征分析

【目的】内源性逆转录病毒(endogenous retroviruses, ERVs)是一类在宿主基因组中世代留存的有类似病毒结构的序列元件。本研究在通过前期小菜蛾Plutella xylostella精巢转录组分析发现一个小菜蛾内源性逆转录病毒元件PxERV的基础上,探究该逆转录病毒元件的序列特征及侵染活性,为探明内源性逆转录病毒对小菜蛾的影响奠定基础。【方法】利用生物信息学方法分析鉴定了PxERV在小菜蛾基因组上的序列及结构特点,并用基因克隆和测序得到PxERV的env基因序列;进一步通过MEGA6软件构建了昆虫env基因编码的氨基酸序列与核型多角体病毒包膜糖蛋白的系统发育树。利用qPCR技术检测了env基因在小菜蛾G88品系不同发育时期虫体和精巢中的表达模式及FZ品系成虫和G88品系的成虫和幼虫中env基因拷贝数的变化。利用CRISPR/Cas9介导小菜蛾G88品系中env基因突变,检测PxERV的独立复制活性。【结果】PxERV有LTR-pol-env-LTR结构,其env基因与果蝇Drosophila buzzatii逆转座子osvaldo和粉纹夜蛾Trichoplusia ...     

猪内源性反转录病毒囊膜基因env真核表达质粒的构建及鉴定

目的:构建猪内源性反转录病毒(PERV)囊膜基因env的真核表达质粒pHCMV-env并加以鉴定,为研究PERV的细胞嗜性和宿主范围奠定基础。方法:用RT-PCR方法扩增五指山猪来源PERV的env基因,将其插入pGEM-T easy载体中,构建重组质粒pGEM-T-env,酶切鉴定正确后,将pGEM-T-env与pHCMV-VSV-G表达质粒同时经EcoRⅠ酶切消化后连接,构建重组表达质粒pHCMV-env,并进行酶切、测序鉴定;将鉴定正确的质粒pHCMV-env转染HEK293T细胞,采用PCR、RT-PCR检测转染后env基因的整合和转录情况。结果:扩增得到五指山猪来源PERV的env基因,并构建了pHCMV-env真核表达质粒,转染HEK293T细胞系后,该细胞系中有目的基因的整合和转录。结论:构建了真核表达质粒pHCMV-env,并且在HEK293T细胞中能够整合并转录,为研究PERV的细胞嗜性和宿主范围奠定了基础。     

应用RNA干扰沉默猪内源性反转录病毒

目的:尝试应用RNA干扰(RNAi)沉默猪源PK-15细胞中的猪内源性反转录病毒(PERV),并通过反转录酶活性及pol基因相对荧光定量PCR检测沉默效果。方法:依据GenBank公布的PERV pol基因序列,采用Invitro-gen公司的BLOCK-iT RNAi Designer软件设计Stealth小干扰RNA(siRNA)序列;将合成的siRNA转染PK-15细胞,72 h后检测细胞上清PERV反转录酶活性及细胞内pol基因拷贝数并评价沉默效果。结果:反转录酶活性及pol基因拷贝数检测结果表明,设计的3条Stealth siRNA序列中,位于pol基因3272～3296 bp的序列能有效沉默PERV。结论:RNAi方法可有效使猪源PK-15细胞中的PERV沉默,为进一步研究天然抗病毒分子与PERV的相互作用提供了实验基础,同时也为猪源异种移植研究中去除PERV提供了一种可供尝试的方法。     

Characterization of the three-compartment gel-entrapment porcine hepatocyte bioartificial liver

A hybrid bioartificial liver device supporting a large mass of cells expressing differentiated hepatocyte metabolic capabilities is necessary for the successful treatment of fulminant hepatic failure. The three-compartment gel-entrapment porcine hepatocyte bioartificial liver was designed to provide "bridge" support to transplantation or until native liver recovery is achieved for patients with acute liver failure. The device is an automated mammalian cell culture system supporting 6-7 × 109 porcine hepatocytes entrapped in a collagen matrix and inoculated into the capillary lumen spaces of two 100 kDa molecular mass cut-off hollow fiber bioreactors. Gel contraction recreates a small lumen space within the hollow fiber which allows for the delivery of a nutrient medium. This configuration supported hepatocyte viability and differentiated phenotype as measured by albumin synthesis, ureagenesis, oxygen consumption, and vital dye staining during both cell culture and ex vivo application. The hollow fiber membrane was also shown to isolate the cells from xenogenic immunoglobulin attack. The gel-entrapment bioartificial liver maintained a large mass of functional hepatocytes by providing a three-dimensional cell culture matrix, by delivering basal nutrients through lumen media perfusion, and by preventing rejection of the xenocytes. These features make this device a favorable candidate for the treatment of clinical fulminant hepatic failure.     

Presence of dUTPase in the Various Human Endogenous Retrovirus K (HERV-K) Families

Various retroviruses have been shown to encode dUTPase. The overall phylogeny of dUTPase is unclear, though. The human genome contains a significant amount of human endogenous retroviruses (HERV) representing fossilized sequences of ancient exogenous retroviruses. A few HERV families have been reported to harbor dUTPase domains. We surveyed the various HERV families for the presence of dUTPase and found that ancestors of all HERV-K families but one encoded dUTPase. With two exceptions phylogenetic analysis shows a monophyletic origin of dUTPase for the different HERV-K dUTPases. Sequences of consensus dUTPase domains suggest that the various exogenous ancestors of HERV-K once encoded active enzymes. Our analysis provides informations on dUTPase phylogeny and further shows that endogenous retroviruses provide important informations regarding retrovirus evolution.     

Haplotype Analysis of the Human Endogenous Retrovirus Locus HERV-K(HML-2.HOM) and Its Evolutionary Implications

We and others recently identified an almost-intact human endogenous retrovirus (HERV), termed HERV-K(HML-2.HOM), that is usually organized as a tandem provirus. Studies on HERV proviral loci commonly rely on the analysis of single alleles being taken as representative for a locus. We investigated the frequency of HERV-K(HML-2.HOM) single and tandem alleles in various human populations. Our analysis revealed that another HERV-K(HML-2) locus, the so-called HERV-K(II) provirus, is also present as a tandem provirus allele in the human population. Proviral tandem formations were identified in various nonhuman primate species. We furthermore examined single nucleotide polymorphisms (SNPs) within the HERV-K(HML-2.HOM) proviral gag, prt, and pol genes, which all result in nonsense mutations. We identified four proviral haplotypes displaying different combinations of gag, prt, and pol SNPs. Haplotypes harboring completely intact proviral genes were not found. For the left provirus of the tandem arrangement a haplotype displaying intact gag and prt genes and a mutated pol was found in about two-thirds of individuals from different ethnogeographic origins. The same haplotype was always found in the right provirus. The various haplotypes point toward multiple recombination events between HERV-K(HML-2.HOM) proviruses. Based on these findings we derive a model for the evolution of the proviral locus since germ line integration. [Reviewing Editor : Dr. Martin Kreitman]     

内源性逆转录病毒长末端重复序列在嗜酸性粒细胞增多症的基因表达及核苷酸序列分析

探索人内源性逆转录病毒长末端重复序列(LTR)基因及表达与嗜酸性粒细胞增多症发生的关系。PCR法检测嗜酸性粒细胞增多症患者外周血中内源性逆转录病毒长末端重复序列基因,RT-PCR法检测内源性逆转录病毒基因表达。变性高效液相分析和序列测定LTR片段核苷酸序列,对不同株基因序列作同源性的比较分析。PCR结果显示:20例嗜酸性粒细胞增多症患者细胞中均获得内源性逆转录病毒长末端重复序列扩增产物,嗜酸性粒细胞增多症组中长末端重复序列基因有高的表达,而正常人表达为阴性。与HERV-K家族LTR基因相应区域核苷酸序列比较;嗜酸性粒细胞增多组长末端重复序列U3、R、U5区同源性分析有核苷酸的改变,与淋巴瘤对照比较没有大片段的缺失。人类基因组中普遍存在逆转录病毒长末端重复序列。正常人和嗜酸性粒细胞增多症患者中长末端重复序列有不同程度核苷酸碱基的变异,但是,二者比较,这种改变与嗜酸性粒细胞的增多没有明显的相关性。在嗜酸性粒细胞增多症患者中有高的基因表达而正常人中没有可检出的病毒基因的表达,嗜酸粒细胞的增多可能与逆转录病毒基因表达水平有关,其诱导嗜酸粒细胞增多的机制需进一步的研究。     

Rapid Determination of Perv Copy Number From Porcine Genomic DNA by Real-Time Polymerase Chain Reaction

Here, we report the quantification of porcine endogenous retrovirus (PERV) copy numbers using real time PCR. After generating standard curves using plasmid DNA, copy numbers were determined for PERV pol and for a housekeeping gene, porcine estrogen receptor2 (ER2) with the same amount of genomic DNA. Using this method, we examined 6 pig breeds in Korea including two breeds of miniature pig, one domestic pig from Jeju, and imported pig breeds, Duroc, Landrace, and Yorkshire. All breeds showed PERV copy numbers ranging from 9 to 50. This method will be useful for monitoring of PERVs in a porcine xenograft.     

Expression of Endogenous Retrovirus ev/J gp85 Gene and Analysis of Its Immunoreactivity in Comparison with Exogenous Viral Protein

The envelope gene gp85 of ev/J,a new family of endogenous avian retroviral sequences identified recently, has the most extensive nucleotide sequence identity ever described with ALV-J avian ieukosis virus. This report described expression of ev/J envelope gene gp85 derived from commercial meat-type chicken using the Invitrogen Bac-to-Bac baculovirus expression system. The antigenicity and immunoreactivity of the recombinant endogenous gp85 gene product (SU) were analyzed by indirect immunofluorescence, Western blot, indirect and blocking Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA) using JE9 monoclonal antibody (MAb) against the envelope protein of ALV-J (ADOL-4817), positive mouse antiserum against the ev/J gp85 SU and sera from chicken naturally infected with ALV-J. The results showed that the ev/J gp85 SU can bind specifically to JE9 MAb and antiserum from chicken naturally infected with ALV-J, and the binding reactivity between exogenous ALV-J gp85 SU and natural positive chicken serum against exogenous ALV-J can be blocked by positive mouse serum against the ev/J gp85 SU. It is concluded that recombinant endogenous gp85 gene product (SU) has close immunological relatedness to the envelope protein of exogenous ALV-J (ADOL-4817 and IMC<,10200> strain).