狂犬病病毒EveIyn-Rokitnicki-Abelseth疫苗株反向遗传系统的建立

[目的]建立狂犬病毒的反向遗传系统,为研制不含狂犬病病毒致病性的新型安全高效的狂犬疫苗提供技术依据.[方法]本研究采用反向遗传学方法和分子克隆技术,建立了狂犬病病毒Evelyn-R0kitnieki-Abelseth(ERA)疫苗株的cMV/T7、T7启动子病毒拯救系统,构建了表达N、P、L蛋白的辅助质粒.[结果]成功拯救出野生型病毒rERA-VC,在Vero细胞上的生长动力学特性与父母本ERA相同,第三代可在Vero细胞上可获得很高的生长滴度.[结论]建立了狂犬病病毒的反向遗传系统,拯救出的野生型病毒生物学特性与父母本相同.     

口蹄疫病毒结构蛋白VP1容忍外源标签的能力

【目的】利用口蹄疫病毒的反向遗传操作技术,构建含不同外源标签口蹄疫病毒的全长克隆,鉴定口蹄疫病毒结构蛋白VP1容忍不同外源标签的能力。【方法】通过融合PCR技术,在FMDV O/HN/93全长感染性克隆的VP1 G-H环分别引入V5、TC12、KT3、3FLAG外源标签,构建全长质粒。全长质粒经Not I线化后转染表达T7 RNA聚合酶的稳定细胞,拯救重组病毒。RT-PCR、序列测定、间接免疫荧光鉴定病毒,噬斑和一步生长曲线分析重组病毒的生物学特性。【结果】成功拯救到表达V5或KT3表位标签的重组病毒,未能拯救到表达TC12或3×FLAG的重组病毒。V5和KT3表位标签的插入均影响了口蹄疫病毒的复制能力。【结论】重组口蹄疫病毒的成功拯救为未来标记疫苗以及口蹄疫病毒作为表达载体等的研究奠定了基础。     

精制Vero细胞狂犬病疫苗的灭活和纯化

通过狂犬病病毒灭活和纯化试验,试验精制Vero细胞狂犬病疫苗。疫苗经检测残余小牛血清白蛋白含量,Vero细胞残余DNA含量,疫苗效价,安全试验均能达到WHO规程要求。初步建立了适合大规模生产精制Vero细胞狂犬病疫苗的灭活和纯化工艺。     

用表达T7RNA聚合酶细胞系拯救麻疹病毒微复制子

构建稳定表达T7RNA聚合酶的细胞系,用于提高拯救麻疹病毒微复制子效率.PCR扩增T7RNA聚合酶基因,克隆到真核表达载体,转染Vero细胞,用G418筛选到稳定表达的细胞株Vero/pcDNA3-T7.用Westernblotting证明了T7RNA聚合酶在细胞中的表达.将T7启动子控制绿色荧光蛋白表达的质粒转染该细胞后,绿色荧光蛋白在细胞株中得到表达.反向插入报告基因的微复制子转染感染麻疹病毒的Vero/pcDNA3-T7细胞后,细胞中能够检测到报告基因的表达.用细胞系取代痘苗病毒系统,可以提高拯救效率.     

携带TAP标签的重组甲型流感病毒的构建与鉴定

【目的】将TAP标签构建到WSN病毒基因组上,得到含有TAP标签的重组流感病毒,以便进行后续的病毒追踪。【方法】利用反向遗传学技术,对甲型流感病毒A/WSN/33(H1N1)的PA片段进行改造来插入TAP(tandemaffinitypurification)标签序列。通过病毒拯救得到表达外源标签TAP的重组流感病毒WSNPA-TAP,并对拯救出的重组病毒进行生物学鉴定。【结果】成功拯救出重组流感病毒并命名为WSN PA-TAP。重组病毒基因组测序表明重组病毒的序列正确,利用RNA银染技术观察到重组病毒的全基因组片段。重组流感病毒WSN PA-TAP在MDCK细胞上测定生长曲线,发现该重组病毒的复制能力比野生型WSN弱;Westernblotting检测到PA-TAP融合蛋白的表达,其分子质量为96 kDa。【结论】成功拯救出能够表达外源标签TAP的重组流感病毒WSN PA-TAP,为筛选与甲型流感病毒聚合酶有关的宿主蛋白的研究提供了新思路,同时也为以甲型流感病毒为载体携带外源基因的探索提供了重要依据。     

一株A型口蹄疫流行毒株全序列的测定及其全长感染性克隆的构建

【目的】测定一株A型口蹄疫流行毒株的全基因组序列,并构建其全长感染性克隆。【方法】参照已公布的A型口蹄疫病毒序列设计引物,将分离的口蹄疫病毒株A/Sea-97/CHA/2014全基因组分为4个重叠的片段进行RT-PCR扩增,并对其进行序列测定与分析。利用酶切连接法将4个基因片段依次克隆至p Blue Script SKhdv载体中,构建该流行毒株的全长c DNA克隆p QAHN。pQAHN经NotⅠ线性化后转染表达T7 RNA聚合酶的BSR/T7细胞,拯救病毒。【结果】口蹄疫病毒全基因组序列测定结果表明该毒株基因组全长8 171 bp[不包括poly(C)区段和poly(A)尾巴],开放阅读框为6 996 bp,编码2 332个氨基酸,5′和3′非编码区分别为1 091 bp和95 bp。VP1系统发生树分析表明该毒株与A/GDMM/CHA/2013毒株亲缘关系最近,相似性为99.1%。线化全长质粒转染BSR/T7细胞68 h后可观察到典型的细胞病变。拯救病毒的间接免疫荧光、RT-PCR和序列测定结果表明成功拯救出了具有感染性的FMDV。拯救病毒与亲本病毒的噬斑表型及生长曲线试验表明二者具有相似的生长表型和增殖能力。【结论】该研究为我国口蹄疫病原生态分布、分子流行病学调查以及A型FMD新型疫苗的研究提供了有益的材料。     

蓝舌病病毒基因节段2与6的重配导致病毒血清型与增殖特性的改变

【背景】蓝舌病病毒(Bluetongue Virus,BTV)是一种侵染反刍动物的虫媒病毒,基因重配可引起病毒的快速变异。【目的】通过我国强致病性BTV-16型毒株与弱致病性BTV-4型毒株间Seg-2与Seg-6基因节段的重配,探讨病毒基因重配与表型变异之间的关系。【方法】采用全长cDNA扩增与高通量测序获取BTV-16/V158的全基因组序列,构建病毒的真核表达质粒,通过免疫荧光与WesternBlot检测目的蛋白表达;通过RT-PCR、体外转录与细胞转染等方法建立BTV反向遗传体系并获取基因重配病毒;通过蚀斑分析、增殖曲线分析与血清中和试验,比较亲本毒株与基因重配病毒在生物学特性上的差异。【结果】获取的BTV-16/V158毒株基因组大小为19 186 bp,与中国和印度BTV-16型毒株具有最近的亲缘关系;将表达BTV VP1、VP3与NS2的真核表达质粒转染细胞,检测到目的蛋白的表达;将BTV的7种真核表达质粒与基因组ssRNA共转染BHK-21细胞,成功拯救出与亲本毒株生物学特性一致的病毒;将BTV-16/V158毒株的Seg-2与Seg-6替换为BTV-4/YTS4毒株的对应基因节段,拯救出基因重配病毒BTV-16/V158-RG (BTV-4/S2,S6);与亲本病毒相比较,基因重配病毒在BHK-21细胞上形成的蚀斑变小,增殖能力减弱,血清型由BTV-16型转化为BTV-4型。【结论】建立了我国流行BTV-16型毒株的反向遗传体系,BTVSeg-2与Seg-6的基因重配可引起病毒在细胞上增殖能力的改变与血清型改变。研究结果为BTV基因重配致病毒变异与新型基因工程疫苗的研究提供了基础。     

表达新冠病毒S基因重组狂犬病病毒的构建及其免疫原性

【背景】新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)在全球流行已近3年,除对人类造成了巨大伤害,也影响了人类的伴侣动物。人的COVID-19疫苗已在全球应用,但动物用的新冠病毒疫苗却鲜有报道。【目的】研制兽用新冠病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)和狂犬病病毒(rabies virus,RABV)的二联苗。【方法】将合成的SARS-CoV-2 S基因和S1基因分别克隆至RABV弱毒疫苗株rHEP-Flury基因组G与L基因间,并将2个重组质粒分别与辅助质粒共转染至BHK-21细胞中,拯救重组病毒rHEP-nCOV-S和rHEP-nCOV-S1。通过RT-PCR、Western blotting和荧光抗体染色,验证重组病毒、确证S和S1蛋白在RABV中成功表达。再将重组病毒接种NA细胞及成年小白鼠,测定病毒的体外生长特性、重组病毒的致病性及免疫原性。【结果】免疫荧光结果显示,转染7d后细胞上清均出现了绿色免疫荧光,表明已成功拯救嵌合SARS-CoV-2S和S1基因的重组病毒RABV rHEP-nCOV-S和rHEP-nCOV-S1,并且rHEP-nCOV-S1的增殖和扩散能力强于亲本株rHEP-Flury,但rHEP-nCOV-S与亲本株无显著差异。Western blotting结果显示,在目的位置处均出现72kDa和144kDa特异性条带,表明S和S1蛋白在重组RABV中高效表达。重组病毒免疫6周KM小鼠后,小鼠的体重变化与亲本RABV基本一致,重组病毒诱导小鼠产生狂犬中和抗体。【结论】本研究拯救出了嵌合SARS-CoV-2 S/S1基因的重组RABV,为动物COVID-19载体疫苗的研发奠定了基础。     

型内嵌合口蹄疫病毒全长感染性cDNA克隆的构建

【目的】近年来,O型口蹄疫的不断暴发严重危害了我国畜牧业的发展,其病原——O型口蹄疫病毒已演化出3种谱系:中国型猪毒系、泛亚系和缅甸98系。其中中国型猪毒系病毒高度嗜猪,对养猪业危害最大。目前应用的疫苗已不能有效保护中国型猪毒系变异株的流行,这给我国猪口蹄疫的防控带来了极大的困难。为了进一步发展免疫原性好、抗原谱广的猪O型口蹄疫疫苗候选株,本研究以O/HN/93现用疫苗毒株的感染性克隆为骨架,用流行的新猪毒系病毒的部分VP3和VP1基因(主要是替换VP1蛋白上的B-C环和G-H环)替换疫苗毒株的相应部分,构建了嵌合的FMDV全长cDNA克隆。【方法】线化的嵌合全长质粒和表达T7 RNA聚合酶的真核质粒pcDNAT7P共转染BHK-21细胞,体内转录拯救嵌合病毒。【结果】嵌合全长质粒转染BHK-21细胞36h后,出现明显的FMDV致细胞病变效应。对收获的病毒分别用RT-PCR、间接免疫荧光、电子显微镜观察结果证实成功拯救到嵌合的FMDV。拯救的病毒乳鼠致病性试验结果表明该拯救病毒对乳鼠的致病力减弱。该嵌合病毒的成功拯救为研制口蹄疫新型疫苗等奠定了基础。     

口蹄疫病毒A／AKT／58株基因组全长感染性cDNA克隆的体内拯救

构建了两种口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus,FMDV）基因组全长cDNA克隆DTA／FMDV和pCA／FMDV,利用体外转录和体内转录方法制备感染性病毒,并对其抗原性,乳鼠毒力（LD50）和病毒生长动力学等生物学特性进行了分析。为了鉴别野毒与重组病毒,利用融合PCR技术在两种全长cDNA基因组内分别引入了几个点突变（pTA／FMDV;T1029G,pCA／FMDV：A174G,A308G,T1029G）作为遗传标记。结果表明,两种重组病毒对3日龄乳鼠均表现致病性。但是由pTA／FMDV合成的感染性体外转录本RNA的毒力较弱（10^-6）;而与pCT7RNAP质粒共转染的pCA／FMDV体内拯救病毒的毒力较强（10^-7.5）,并在BHK-21细胞上表现出与野毒相似的生长特性。这一结果表明,在FMDV的拯救过程中,以pCT7RNAP为基础的体内拯救系统相比体外转录方法更为简便、实用。该系统为利用反向遗传操作技术深入研究FMDV的分子致病机制及其准种特性等奠定了良好的基础。     

狂犬病毒反向遗传学技术的研究及应用进展

反向遗传学技术是上世纪90年代在分子病毒学研究领域兴起的新技术,通常也被称为“病毒拯救”。综述了应用反向遗传学技术“拯救”狂犬病毒的主要技术体系以及反向遗传学技术在狂犬病毒致病机理、狂犬病毒疫苗及载体研究中的应用进展。     

Rescue of rabies virus from cloned cDNA and identification of the pathogenicity-related gene: glycoprotein gene is associated with virulence for adult mice

In order to identify the viral gene related to the pathogenicity of rabies virus, we tried to establish a reverse genetics system of the attenuated RC-HL strain, which causes nonlethal infection in adult mice after intracerebral inoculation. A full-length genome plasmid encoding the complete antigenomic cDNA of the RC-HL strain and helper plasmids containing cDNAs of the complete open reading frame of the N, P, and L genes, respectively, were constructed. After transfection of these plasmids into BHK-21 cells infected with the T7 RNA polymerase-expressing vaccinia virus, infectious rabies virus with almost the same biological properties as those of the wild-type RC-HL strain was rescued. Using this reverse genetics system of the RC-HL strain, we generated a chimeric virus with the open reading frame of the glycoprotein gene from the parent Nishigahara strain, which kills adult mice after intracerebral inoculation, in the background of the RC-HL genome. Since the chimeric virus killed adult mice following intracerebral inoculation, it became evident that the open reading frame of the glycoprotein gene is related to the pathogenicity of the Nishigahara strain for adult mice.     

狂犬病毒核蛋白（NP）的纯化及其免疫原性的研究

对重组痘苗毒和重杆状病毒表达的狂犬病毒NP及原代地鼠肾细胞培养的狂犬病毒核衣壳蛋白（RNP）、先经Sepharose CL 4B分子筛柱初步提纯,再经抗狂犬病毒NP McAB 2C12-S-epharose 4B亲和层析柱纯化分离,经ELISA、SDS－PAGE电泳和Western-Blot分析证实,获得了高纯度和免疫反应性的NP和RNP。以相同剂量的纯化蛋白免疫小鼠,RNP和两种重组NP均可诱生特异的抗NP抗体,三种蛋白间无明显差异;狂犬病毒CVS株攻击保护实验结果显示,三种蛋白免疫的小鼠存活率约为50％;两种重组NP的免疫反应性和免疫原性与天然狂犬病毒RNP相似。     

狂犬病毒核蛋白(NP)的纯化及其免疫原性的研究

对重组痘苗病毒和重组杆状病毒表达的狂犬病毒NP及原代地鼠肾细胞培养的狂犬病毒核衣壳蛋白（RNP）,先经Sepharose CL 4B分子筛柱初步提纯,再以抗狂犬病毒NP McAB 2C12-Sepharose 4B亲和层析柱纯化分离,经ELISA,SDS-PAGE电泳和Western-Blot分析证实,获得了高纯度和免疫反应性的NP和RNP。以相同剂量的纯化蛋白免疫小鼠,RNP和两种重组NP均可诱生特异的抗NP抗体,三种蛋白间无明显差异;狂犬病毒CVS株攻击保护实验结果显示,三种蛋白免疫的小鼠存活率约为50%;两种重组NP的免疫反应性和免疫原性与天然狂犬病毒RNP相似。     

糖蛋白G 基因在基因组P-M 位的插入重组表达对狂犬病毒Flury LEP 致病力的影响

【目的】研究狂犬病病毒Flury鸡胚低代毒株(Flury LEP)在基因组P-M位增加糖蛋白基因(G基因)的重组表达对病毒致病力的影响。【方法】利用反向遗传操作技术,构建了P、M基因之间额外插入G基因的重组狂犬病病毒Flury LEP株(rLEP-PGM),并对重组病毒的生物学特性及对小鼠的致病性进行了初步研究。【结果】亲本株和重组病毒具有相似的生长特性,LEP和rLEP-PGM在BHK-21细胞的生长滴度分别为4×106 FFU/mL和2.5×106 FFU/mL,在小鼠神经母细胞(NA)的生长滴度分别为4×107 FFU/mL和2.5×107 FFU/mL;嗜神经指数均为1;Western blot显示,rLEP-PGM在感染细胞的G蛋白表达量比LEP显著提高;小鼠感染试验显示,rLEP-PGM与LEP脑内注射小鼠的LD50分别为3 FFU和1 FFU,肌肉注射途径的LD50分别为4×104 FFU和3.2×105 FFU。【结论】P、M基因之间插入一个额外的G基因能够提高G蛋白的表达水平,同时增强重组病毒外周侵入中枢神经系统的能力。     

人类及动物RNA病毒的反向遗传系统

反向遗传系统可以对RNA病毒直接进行遗传操作,为RNA病毒的分子生物学研究提供了一种强大的工具。在过去20年,特别是自90年代中期第一例负链RNA病毒感染性克隆构建成功以来,动物RNA病毒的分子生物学研究取得了长足的进展,这很大程度上归功于各种动物RNA病毒反向遗传系统的建立。这里系统总结了人类及动物非反转录RNA病毒中各类代表性成员在建立反向遗传系统时的方案设计、遇到的困难及研究者如何克服这些困难。分类讨论到的代表性病毒种属有脊髓灰质炎病毒、冠状病毒（包括SARS病毒）、黄病毒、野田村病毒、流感病毒、传染性法氏囊病病毒以及呼肠孤病毒等。     

Reconstruction and expression of the MRI-contrast protein,ferritin, with recombinant rabies vectors

Attenuated recombinant rabies vector could be an ideal system for delivery of contrast agent gene for Magnetic Resonance Imaging (MRI) because of its neurotropic nature. In this study, the gene of a biomolecular contrast agent, ferritin, was successfully cloned into two rabies virus vectors, vaccine-based pCTN and street strain-based pNH. Recombinant virus granules were obtained and proved to express ferritin by RT-PCR after transfection of CTN-ferritin and NH-ferritin vector systems in BHK-21 cells. The recovered rabies virus-rCTN-ferritin was of similar ability to rNH-ferritin, which suggests the possibility of application of this safe and effective rabies vector system in delivery of diagnostic or therapeutic genes into the brain.     

Rescue of recombinant Thogoto virus from cloned cDNA

Thogoto virus (THOV) is a tick-transmitted orthomyxovirus with a genome consisting of six negative-stranded RNA segments. To rescue a recombinant THOV, the viral structural proteins were produced from expression plasmids by means of a vaccinia virus expressing the T7 RNA polymerase. Genomic virus RNAs (vRNAs) were generated from plasmids under the control of the RNA polymerase I promoter. Using this system, we could efficiently recover recombinant THOV following transfection of 12 plasmids into 293T cells. To verify the recombinant nature of the rescued virus, specific genetic tags were introduced into two vRNA segments. The availability of this efficient reverse genetics system will allow us to address hitherto-unanswered questions regarding the biology of THOV by manipulating viral genes in the context of infectious virus.     

麻疹病毒全长cDNA构建及其感染性的研究

为发展新型疫苗和改造目前使用的麻疹病毒疫苗,以麻疹病毒疫苗株为模板,构建了具有感染性的麻疹病毒cDNA克隆.用RT-PCR分6段扩增出麻疹病毒全长基因,通过酶切、拼接构建麻疹病毒疫苗株CC-47的全长正链cDNA序列,并精确地置于T7启动子控制下与丁型肝炎病毒核酶序列之前.克隆麻疹病毒CC-47株蛋白N、P、L编码区质粒并置于T7启动子控制下,用4个质粒共转染哺乳动物细胞,在表达T7 RNA聚合酶的重组痘苗病毒VTF7-3的作用下进行病毒拯救.经免疫荧光、PCR等方法检测证实,获得了具有感染性的麻疹病毒.所拯救的病毒在哺乳动物细胞连续传3代后,仍能检出病毒抗原和核酸.