B型流感病毒NS1蛋白羧基端缺失对病毒致病性的影响分析

本研究利用基因工程技术探索B型流感病毒NS1蛋白羧基端缺失对病毒致病性的影响,并利用反向遗传学技术从体外拯救NS1蛋白羧基端缺失的B型流感病毒,评估去除NS1蛋白羧基端对B型流感病毒致病性的影响,探究B型流感病毒致病性变异的分子基础。通过全基因合成和反向遗传学技术从体外拯救NS1蛋白羧基端发生171个氨基酸缺失的B型流感病毒B/Yamagata/16/88株,命名为B-L5。将实验室之前拯救的母本株B/Yamagata/16/88(以下简称B-S9)和B-L5以3×105 EID5 0的攻毒剂量分别人工感染BALB/c小鼠,通过体重变化、生存率、肺脏病毒滴度等方面进行致病性分析。成功构建了B型流感病毒B/Yamagata/16/88NS1蛋白羧基端缺失株反向遗传平台。母本株B-S9和NS1蛋白羧基端缺失株B-L5均能够人工感染BALB/c小鼠,但不致死,对BALB/c小鼠均呈现低致病性;B-S9感染小鼠后,从攻毒后第3d至第7d,体重持续下降,相反,B-L5感染小鼠后,只在攻毒后第2d出现体重下降,攻毒后第3d体重开始回升;B-S9和B-L5感染小鼠后均能在小鼠肺部进行复制,但攻毒后第3d,B-L5感染小鼠肺脏滴度要比B-S9低7 900倍,攻毒后第6d,B-L5感染小鼠肺脏已检测不到病毒复制。实验结果表明,NS1蛋白羧基端缺失可以明显降低B型流感病毒对小鼠的致病性。B型流感病毒致病性变异的分子基础还有待继续研究,该反向遗传操作系统的建立为B型流感病毒分子机制的研究奠定了基础,同时也为B型流感减毒活疫苗的研究开辟了新途径。     

季节性流感病毒H1N1 BALB/c鼠肺适应株的建立及其分子机制

目的建立季节性流感病毒H1N1的鼠肺适应株,并对适应的分子机理进行研究。方法以病毒滴鼻感染小鼠,通过在BALB/c小鼠肺组织中连续传代,观察小鼠存活情况及肺病理改变,来获得季节性流感病毒H1N1的鼠肺适应株。结果季节性流感H1N1 A/Brisbane/59/2007病毒野生型毒株,经过在小鼠体内进行8次传代后,毒力逐渐增强,从无致病力到致死率达到100%,对鼠肺适应株与野生型毒株进行基因比对,发现适应株HA基因发生了3个有义突变。结论野生季节性低致病力H1N1流感病毒可经在小鼠中经过多次传代而获得高致病力H1N1鼠肺适应株,HA蛋白89位Thr至Ile的突变对毒力的增强起决定性作用。     

PR8F/NS1不同位点突变株对小鼠致病性的比较研究

为了探索NS1不同位点突变对流感病毒毒力的影响以及NS1毒力相关位点的作用机制。分析流感病毒NS1蛋白的毒力相关关键基因区段和关键位点,以实验室保存的H1N1亚型流感病毒PR8F为模板,对其NS1基因的第42、81、149位氨基酸分别进行定点突变。利用反向遗传操作技术,成功拯救出突变毒株PR8F-42、PR8F-81、PR8F-149。将获救病毒接种SPF鸡胚,连续传代5代,至病毒能够稳定扩增后,通过血凝效价分析病毒复制效率。并将获救病毒与PR8F均以106 TCID50/100μL感染BALB/c小鼠,观察各组小鼠临床表现、体重变化及存活率。剖检攻毒后死亡小鼠,观察病理特征,制作肺组织病理切片。并提取小鼠肺脏RNA,通过qPCR检测各组小鼠肺脏的病毒载量。结果表明,PR8F的NS1蛋白第42位氨基酸由丝氨酸(Ser)改变为脯氨酸(Pro)对小鼠的致病性无明显改变。第81位、149位氨基酸突变则都能减弱突变株对小鼠的致病性,进而为研究NS1毒力相关位点的作用机制提供平台。     

IFIT家族基因抑制A型流感病毒WSN毒株的复制和转录

IFIT(Interferon induced proteins with tetratricopeptide repeats)家族基因是一组较早发现的干扰素刺激基因,它在抗病毒和免疫调节中发挥了重要作用。为研究IFIT家族基因抑制A型流感病毒复制的机理,利用高通量RNA深度测序(RNA-Seq)技术发现A型流感病毒A/WSN/33(WSN)毒株感染293T细胞后,IFIT家族基因均出现明显上调。同时发现在IFIT2、IFIT3过表达后,流感病毒的复制和转录均有明显下调,并对v RNP聚合酶活性具有剂量依赖型的抑制作用。进一步研究证明在感染IFIT2、IFIT3编码蛋白与流感病毒非结构蛋白(NS1)存在细胞内共定位,证明二者存在相互作用的可能。综上所述,IFIT家族基因可以抑制A型流感病毒的复制和转录,有助于进一步阐明宿主因子对流感病毒感染的调节机制。     

季节性流感病毒 H1N1 BALB / c 鼠肺适应株的建立及其分子机制简

目的 建立季节性流感病毒H1N1的鼠肺适应株,并对适应的分子机理进行研究.方法 以病毒滴鼻感染小鼠,通过在BALB/c小鼠肺组织中连续传代,观察小鼠存活情况及肺病理改变,来获得季节性流感病毒H1N1的鼠肺适应株.结果季节性流感H1N1 A/Brisbane/59/2007病毒野生型毒株,经过在小鼠体内进行8次传代后,毒力逐渐增强,从无致病力到致死率达到100%,对鼠肺适应株与野生型毒株进行基因比对,发现适应株HA基因发生了3个有义突变.结论 野生季节性低致病力H1N1流感病毒可经在小鼠中经过多次传代而获得高致病力H1N1鼠肺适应株,HA蛋白89位Thr至Ile的突变对毒力的增强起决定性作用.     

A型流感病毒NS1蛋白与宿主的相互作用

A型流感病毒非结构蛋白1(nonstructural protein l, NS1)全长约为230个氨基酸,主要包括两个功能结构域,即 N-末端的RNA结合结构域和C-末端的效应结构域.NS1是一个多功能病毒蛋白,它不仅影响着该病毒其他基因的表达,更能通过与宿主细胞多种因子的相互作用干预宿主细胞的正常功能,抵抗宿主的抗病毒系统.因此, NS1被认为是A型流感病毒的一个重要毒力因子.本文综述了 NS1蛋白与宿主相互作用的最新研究进展,为进一步揭示NS1 蛋白的功能提供了参考.     

流感病毒NS1蛋白稳定表达的A549细胞系建立

A型流感病毒的NS1(Nonstructurol 1 protein,NS1)蛋白是病毒复制、毒力等的重要调节蛋白.运用RT-PCR方法扩增A/Beijing/501/2009(H1N1)流感病毒NS1基因,克隆至真核表达载体pCMV-HA,用Lipofectamine2000将线性化pCMV-HA-NS1与neo基因共同转染A549细胞,通过G418筛选获得阳性重组细胞,并采用PCR、RT-PCR、Western blot技术检测重组细胞中NS1蛋白的表达,通过免疫荧光技术观察NS1蛋白在细胞中的定位.PCR、RT-PCR检测显示NS1基因成功整合进入细胞基因组,并转录为mRNA;Western blot检测显示重组细胞系稳定表达NS1蛋白,免疫荧光显示NS1蛋白定位于细胞核内.表明通过G418筛选,成功构建稳定表达NS1蛋白的重组A549-HA-NS1细胞系,且NS1蛋白定位于细胞核内,为进一步研究NS1蛋白的生物学功能奠定基础.     

季节性流感病毒H1N1和H3N2在BALB/c小鼠中的传代适应与分子机理研究

目的:建立季节性流感病毒H1N1和H3N2的BALB/c小鼠致死性动物模型,并探索其鼠肺适应的分子机理。方法:将季节性流感病毒A/Guangdong/51/2008(H1N1)(简称为H1N1-GDwt)和A/Anhui/137/2008(H3N2)(简称为H3N2-AHwt)分别滴鼻感染BALB/c小鼠,于病毒增殖高峰期制备肺组织悬液,连续传40代,并对野生型与鼠肺适应株在小鼠中的致死性与全基因组序列进行比较。结果:H3N2-AHwt感染BALB/c小鼠后各代次鼠肺悬液均未检测到病毒;而H1N1-GDwt感染小鼠后第4 d肺部病毒滴度达到高峰,病毒滴度随传代次数的增加而呈现"波浪型"升高,鼠肺适应株对BALB/c小鼠的致死性与致病性明显强于野生型病毒,全基因组序列分析发现鼠肺适应株在血凝素(HA)、酸性聚合酶(PA)、核蛋白(NP)及非结构蛋白(NS)中共发生了10个氨基酸突变。结论:H3N2-AHwt难以在BALB/c小鼠中有效复制与适应;而H1N1-GDwt能够在BALB/c小鼠中有效复制,其毒力可以通过连续鼠肺传代而提高,HA、PA、NP及NS蛋白的突变与其鼠肺适应密切相关。     

乙型脑炎病毒NS2A-C60A位点突变对其生物学特性影响研究*

目的:旨在探索Ⅰ型日本乙型脑炎病毒传代致弱后基因组突变NS2A-C60A对乙脑病毒生物学特性的影响。方法:首先通过对传代致弱及原始乙脑毒株基因组序列进行测序比对、结构预测分析并利用Western blotting(WB)确定了目标研究位点NS2A-C60A;然后使用反向遗传定点突变技术构建拯救了包含NS2A-C60A单点突变的病毒株;最后利用噬斑形态观察、生长曲线、双萤光素酶分析,WB以及炎性因子检测和动物实验研究了该单点突变对于乙脑病毒生物学特性的影响。结果:首次研究发现Ⅰ型乙脑病毒传代致弱会导致NS1'蛋白表达的显著下降以及可能的相关位点NS2A-C60A,并成功拯救获得了NS2A-C60A单点突变毒株rJEV-C60A,研究发现NS2A-C60A突变对乙脑病毒的生长特性及噬斑形成没有显著影响,但是能够显著降低乙脑病毒NS1'蛋白的表达,并且该位点突变能够轻微阻碍乙脑病毒对细胞炎性因子表达的抑制,动物实验结果显示NS2A-C60A点突变病毒与原毒株具有相似的神经毒力,说明该位点突变不是影响乙脑病毒毒力致弱的关键位点。结论:新发现的NS2A-C60A位点突变能够显著减少乙脑病毒NS1'蛋白的表达,但是对其增殖、诱导炎症及神经毒力等生物学特性没有显著影响。     

家蚕二分浓核病毒ns1基因序列的改造、表达和鉴定

探讨翻译起始区(TIR)部分密码子发生同义突变后,对家蚕二分浓核病毒(BmBDV)ns1基因表达的影响,以及对BmBDV NS1蛋白毒性进行鉴定,设计特异性上游引物,对BmBDV ns1基因中第3、4、9和10个密码子进行同义突变,利用原核表达系统对野生型和改造后的ns1序列进行表达,通过SDS-PAGE电泳对这两种序列的表达产量进行分析。利用Protein Iso~(TM)GST Resin从超声破碎的菌液上清中纯化融合有GST的NS1蛋白,进而对纯化的靶蛋白在细胞水平和家蚕体内进行毒性分析。结果表明:TIR突变后的BmBDV ns1序列,其与野生型序列的表达产量之间没有明显差异;BmBDV NS1蛋白具有抑制细胞增殖和诱导家蚕致死的生化活性。     

Synthesis of an ochre suppressor tRNA gene and expression in mammalian cells.

We have used site-specific mutagenesis to change the anticodon of a Xenopus laevis tyrosine tRNA gene so that it would recognize ochre codons. This tRNA gene is expressed when amplified in monkey cells as part of a SV40 recombinant and efficiently suppresses termination at both the ochre codon separating the adenovirus 2 hexon gene from a 23-kd downstream gene and the ochre codon at the end of the NS1 gene of influenza virus A/Tex/1/68. Termination at an amber codon of a NS1 gene of another influenza virus strain was not suppressed by the (Su+) ochre gene suggesting that in mammalian cells amber codons are not recognized by ochre suppressor tRNAs. Finally, microinjection into mammalian cells of both (Su+) ochre tRNA genes and selectible genes containing ochre nonsense mutations gives rise to colonies under selective conditions. We conclude that it should be possible to isolate a wide assortment of mammalian cell lines with ochre suppressor activity.     

H7N9亚型禽流感病毒非结构蛋白1(NS1)基因序列分析及2013上海分离株NS1的原核表达

目的:对2013年3月发生的感染人的新型H7N9亚型禽流感病毒的非结构蛋白1(NS1)基因序列进行同源性分析,构建NS1重组质粒并表达。方法:从GenBank获得2006~2013年不同来源的H7N9亚型病毒NS1序列,并进行同源性比较;利用PCR方法从H7N9亚型禽流感病毒株A/Shanghai/4664T/2013(H7N9)基因组cDNA中扩增得到全长NS1基因,并将该片段定向克隆到原核表达载体pET28a上,构建重组质粒pET28a-NS1,经酶切鉴定,将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞后,IPTG诱导表达,且进行Western印迹分析。结果:经序列分析,2013年暴发的H7N9型禽流感病毒的NS1基因核苷酸序列同源性为95%~100%,与之前暴发的H7N9型流感病毒NS1基因序列的同源性为86.4%~90.7%,表明2次暴发的该型流感分离株属于不同的进化分支;PCR扩增得到约680 bp的NS1基因序列,所克隆的NS1基因在原核细胞中的表达产物主要以包涵体形式存在,SDS-PAGE检测结果表明重组蛋白相对分子质量为25×103,Western印迹分析证实表达产物为H7N9禽流感病毒NS1蛋白。结论:为进一步研究H7N9亚型流感病毒NS1蛋白功能及基于NS1蛋白的抗病毒药物奠定了基础。     

一株H3N2亚型猪流感病毒广东分离株的基因组序列分析

从广东省疑似流感发病猪分离到1株H3N2亚型猪流感病毒(A/Swine/Guangdong/01/2005(H3N2)),对其各个基因进行克隆与测序,并与GenBank中收录的其它猪流感、禽流感和人流感的相关基因进行比较,结果表明,HA全基因与广东2003~2004年分离的H3N2猪流感毒株的核苷酸序列同源性在99%以上,与纽约90年代末分离的H3N2人流感毒株同源性在98.5%以上;NA基因与纽约1998~2000年分离的H3N2人流感毒株的核苷酸序列同源性在99%以上;NS基因、M基因的核苷酸序列与H1N1亚型猪流感毒株A/swine/HongKong/273/1994(H1N1)的核苷酸序列同源性较高,分别为97.9%、98.4%,与美洲A/swine/Iowa/17672/1988(H1N1)的核苷酸序列同源性分别为96.7%、97.1%;其他基因的核苷酸序列与H3N2人流感毒株具有很高的同源性。因此,推测其M和NS基因来源于H1N1亚型猪流感病毒,HA、NA及其他基因均来源于H3N2亚型人流感病毒。表明此H3N2亚型猪流感病毒为H3N2亚型人流感病毒和H1N1亚型猪流感病毒经基因重排而得到的重组病毒。     

Analysis of synonymous codon usage bias in 09H1N1

A novel subtype of influenza A virus 09H1N1 has rapidly spread across the world. Evolutionary analyses of this virus have revealed that 09H1N1 is a triple reassortant of segments from swine, avian and human influenza viruses. In this study, we investigated factors shaping the codon usage bias of 09H1N1 and carried out cluster analysis of 60 strains of influenza A virus from different subtypes based on their codon usage bias. We discovered that more preferentially used codons of 09H1N1 are A-ended or U-ended, and the intra-genomic codon usage bias of 09H1N1 is quite low. Base composition constraint, dinucleotide biases and translational selection are the main factors influencing the codon usage bias of 09H1N1. At the genome level, we find that the codon usage bias of 09H1N1 is similar to H1N1 (A/swine/Kansas/77778/2007H1N1), H9N2 from Asia, H1N2 from Asia and North America and H3N2 from North America. Our results provide insight for understanding the processes governing evolution, regulation of gene expression, and revealing the evolution of 09H1N1.     

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。     

A型流感病毒NS1蛋白羧基端PL结构域影响NS1在细胞核内的定位

A型流感病毒NS1蛋白羧基端4个氨基酸可以与PDZ结构域(the domain of PSD95,Dig and ZO-1)相结合,称为PL结构域(PDZ ligand domain)．对不同亚型或毒株的流感病毒而言,其NS1蛋白PL结构域的组成存在比较大的差异．有研究发现这种差异能够影响NS1与宿主细胞蛋白的相互作用进而影响病毒的致病力．为进一步探讨PL结构域对NS1蛋白生物学特性的影响,首先构建出4种不同亚型流感病毒(H1N1、H3N2、H5N1、H9N2)来源的NS1绿色荧光蛋白表达质粒．在此基础上,对野生型H3N2病毒NS1表达质粒进行人工改造,将其PL结构域缺失或者替换为其他亚型流感病毒的PL结构域,制备出4种重组NS1蛋白表达质粒．通过比较上述不同NS1蛋白在HeLa细胞中的定位情况发现,只有野生型H3N2病毒的NS1蛋白可以定位于核仁当中,而野生型H1N1、H5N1、H9N2病毒的NS1蛋白以及PL结构域缺失或替代的H3N2病毒NS1蛋白都不能定位于核仁．而通过比较上述NS1蛋白在流感病毒易感的MDCK细胞中的定位,进一步发现所有这些蛋白均不定位于核仁．上述结果表明：PL结构域的不同可以明显影响NS1蛋白在HeLa细胞核内的定位和分布,这有可能造成其生物学功能的差异．同时,NS1蛋白在细胞核内的定位还与宿主细胞的来源有着密切关系．     

2006～2007年流行流感病毒减毒疫苗株的构建

选择冷适应、温度敏感、减毒的A/Ann Arbor/6/60(H2N2)流感病毒株作为骨架病毒,对其6个内部基因片段进行了全基因合成,同时人工引入5个氨基酸突变(PB1-391E,581G,661T,PB2-265S,NP-34G).HA和NA来源于2006-2007当年流行株A/New Caledonia/20/99(H1N1).8个基因片段通过与改造后的转录载体pAD3000连接,构建8个基因的拯救载体,经测序获得序列准确的拯救质粒:pMDV-A-PB2、pMDV-A-PB1、pMDV-A-PA、pMDV-A-NP、pMDV-A-M、pMDV-A-NS、pMDV-A-HA、pMDV-A-NA.6质粒与当年流行株的表面基因HA和NA进行"6 2"组合的病毒拯救,8个重组质粒共转染COS-1细胞,成功拯救出了具有血凝性的冷适应减毒的重组A型人流感病毒.鸡胚尿囊液中重组病毒的血凝效价为l:279-1:210.构建的A/AA/6/60 6个内部基因的病毒骨架拯救系统,为深入研究冷适应减毒人流感病毒的基因功能和新型疫苗研发奠定了基础.     

冷适应减毒B型流感病毒疫苗候选株的制备及鉴定

以冷适应、温度敏感、减毒的B/Ann Arbor/1/66流感病毒株作为重配病毒骨架,对其6个内部基因片段进行了全基因合成,同时人工引入9个氨基酸突变．构建了8个基因的拯救载体,经测序获得序列准确的拯救质粒,命名为：pAB121-PB1, pAB122-PB2, pAB123-PA, pAB124-HA, pAB125-NP, pAB126-NA, pAB127-M和pAB128-NS．在成功拯救冷适应A型流感病毒的基础上,利用反向遗传学技术成功获救了具有感染性的重配B型流感病毒株,命名为rMDV-B．该重配病毒株以B/Ann Arbor/1/66为病毒骨架,其中HA和NA来源于2006～2007年当年流行株B/Malaysia/2506/2004．rMDV-B在鸡胚尿囊液和MDCK细胞中的HA效价可达1∶64～1∶512．实验结果暗示：从单一供体病毒株可以产生有效的减毒活B型流感病毒疫苗候选株,能够为将来人用流感疫苗的设计提供可借鉴的模型．     

禽流感病毒最新研究进展

本文针对2004年爆发的禽流感疫病,回顾了2004年至2005年期间禽流感病毒的研究进展。逆转录聚合酶链式反应技术为禽流感病毒的分型提供了一种快速、可靠、准确的方法。对H5N1禽流感病毒致病机制的研究发现,其强致病性在于它可以躲避人类抗病毒细胞因子的作用,NS1基因编码蛋白的92位谷氨酸在其中发挥了关键作用。由于禽流感疾病多引起结膜炎,并与病毒细胞受体的研究结果相结合,有科学家认为眼部特异性是禽流感病毒的一个总体特征。社会普遍关注禽流感疫苗的研制,人类和禽类流感A型病毒M2蛋白胞外区域的序列比对工作为疫苗研制提供了一条新的思路,依据神经氨酸酶抑制剂抑制病毒的出芽繁殖原理的疫苗正在研制过程中,而利用siRNA预防和治疗禽流感也是很有潜力的一种方法。禽流感病毒研究的另一个热点是病毒基因节段的重配问题。     

流感病毒基因的密码子偏好性及聚类分析

流行性感冒病毒是一种造成人类及动物患流行性感冒的RNA病毒,它造成急性上呼吸道感染,并由空气迅速传播,在世界各地常有周期性的大流行。根据该病毒的基因组CDS序列,探讨了基因组序列密码子的使用模式和特性,并进行了病毒间的聚类分析。结果表明:流感病毒的G+C含量均低于A+U含量,偏向使用以A、U结尾的密码子的程度比使用以G、C结尾的较高,CUG、UCA、AGU、AGC、AGA、AGG、GUG、CCA、ACA、GGA、GCA、AUU、UGA、CAU、CAA、AAU、AAA、GAA等18个密码子为流感病毒共有的偏好性密码子,且以A结尾的居多,尤其偏爱AGA、GGA。聚类结果表明首先亚洲流感病毒H2N2和香港流感病毒H2N2聚为一类,亚洲流感病毒H1N1和俄罗斯流感病毒H1N1聚为一类,1997年和2003年~2004年发生的人禽流感聚为一类,说明它们的密码子使用的偏好性相似;而2009年爆发的甲型H1N1流感和任何一个流感的距离都比较远,说明甲型H1N1流感病毒是一种新型的病毒,不同于以往任何一种流感病毒。