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非洲猪瘟病毒D1133L蛋白增加宿主波形蛋白磷酸化而促进病毒在猪巨噬细胞中的复制

微生物学报 2024年第3期64卷 720-732页

作者：陈玲玲张婷郝雨杨金柯史喜绢张大俊杨行赵登率闫文倩别鑫恬陈国辉郑海学乐涛张克山重庆师范大学生命科学学院重庆401331 中国农业科学院兰州兽医研究所/兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730000

非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染引起家猪和野猪的一种高死亡率的传染性疾病。ASFV具有庞大的基因组,其中非结构蛋白pD1133L被预测为其编码的6个解旋酶之一。本实验室应用免疫... 详细信息

非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染引起家猪和野猪的一种高死亡率的传染性疾病。ASFV具有庞大的基因组,其中非结构蛋白pD1133L被预测为其编码的6个解旋酶之一。本实验室应用免疫沉淀-质谱联用(immunoprecipitation-mass spectrometry,IP-MASS)技术筛选与pD1133L互作的宿主细胞蛋白,发现细胞波形蛋白(vimentin,VIM)为pD1133L互作的宿主蛋白之一,但尚不清楚宿主蛋白VIM对ASFV复制的影响。【目的】探究ASFV与VIM的相互调控作用,揭示VIM促进ASFV复制的机制。【方法】通过免疫共沉淀(co-immunoprecipitation,Co-IP)试验验证pD1133L与VIM存在互作关系;外源过表达VIM蛋白以及设计并合成VIM的si RNA探究VIM对ASFV复制的影响;利用Western blotting以及荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)方法检测ASFV对VIM蛋白水平以及转录水平的影响;通过Western blotting、间接免疫荧光试验(immunofluorescence assay,IFA)探究巨噬细胞感染ASFV后VIM磷酸化水平变化以及亚细胞定位变化情况;CCK-8试剂盒检测VIM磷酸化抑制剂KN-93处理的最佳浓度,并利用Western blotting以及IFA检测KN-93对VIM磷酸化、亚细胞定位以及对ASFV复制影响。【结果】VIM过表达促进ASFV复制,敲低VIM的表达则抑制ASFV复制;ASFV感染抑制VIM蛋白水平以及转录水平表达,且呈时间依赖性;ASFV感染后VIM发生磷酸化修饰且发生亚细胞定位改变,从而促进ASFV复制。【结论】证实了ASFV与宿主蛋白VIM之间的相互调控作用;初步确定ASFV感染后VIM受到ASFV pD1133L调控,亚细胞定位发生重排向核周聚集从而促进ASFV复制的机制。

关键词：非洲猪瘟病毒 D1133L蛋白波形蛋白蛋白互作磷酸化

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铁蛋白纳米颗粒在生物领域的应用

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生物工程学报 2024年

作者：张越茹毅郝荣增李亚军赵陇和杨洋卢炳州刘华南郑海学中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室甘肃农业大学动物医学院

铁蛋白广泛存在于生物体内，具有存储和转化铁、维持细胞铁代谢平衡的功能。由于铁蛋白可以在体外自组装形成独特的纳米笼状结构且具有特殊的理化性质，在生物医药领域广泛应用。本文简要介绍了铁蛋白的结构和货物装载策略，重点对其在... 详细信息

铁蛋白广泛存在于生物体内，具有存储和转化铁、维持细胞铁代谢平衡的功能。由于铁蛋白可以在体外自组装形成独特的纳米笼状结构且具有特殊的理化性质，在生物医药领域广泛应用。本文简要介绍了铁蛋白的结构和货物装载策略，重点对其在纳米药物、生物成像和纳米颗粒疫苗载体等生物领域应用研究进行综述，旨在为基于铁蛋白纳米颗粒的相关研究提供参考。

关键词：铁蛋白纳米药物生物成像纳米颗粒疫苗

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口蹄疫病毒O型东南亚拓扑型抗原变异研究

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中国农业科学 2024年第15期57卷 3093-3104页

作者：王莉李坤黄书伦李凤娟王省卢曾军刘在新动物疫病防控全国重点实验室/兰州大学动物医学与生物安全学院/中国农业科学院兰州兽医研究所甘肃省病原生物学基础学科研究中心

【目的】O型口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus,FMDV）不断变异，易导致现用疫苗与流行毒株的抗原匹配性下降引起免疫效果不佳，疫情零星散发。近年来，O型FMDV中SEA（东南亚）拓扑型流行活跃且不断变异，持续对口蹄疫防疫产生... 详细信息

【目的】O型口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus,FMDV）不断变异，易导致现用疫苗与流行毒株的抗原匹配性下降引起免疫效果不佳，疫情零星散发。近年来，O型FMDV中SEA（东南亚）拓扑型流行活跃且不断变异，持续对口蹄疫防疫产生压力。系统解析O型FMDV毒株特异性抗原位点以及不同拓扑型毒株的序列差异，明确抗原变异的关键氨基酸，可为FMD抗原分子设计提供依据，为FMD防控提供指导。【方法】利用10株（SEA拓扑型）毒株特异性牛源单克隆中和抗体，对毒株O/GSLX/2010(O/Mya/98谱系)进行抗体压力筛选逃逸突变株，鉴定这10株抗体所识别表位的关键氨基酸。利用牛源多抗血清样本（32份）与逃逸突变毒株进行病毒交叉中和试验，分析SEA拓扑型毒株的免疫优势表位；通过序列比对分析不同拓扑型毒株在该抗原表位上的差异。利用反向遗传技术将差异性抗原表位引入O型FMDV经典疫苗株O/HN/CHA/93(Cathay拓扑型)，对拯救的点突变毒株测序分析后进行间接免疫荧光试验鉴定，并通过病毒蚀斑测定与一步生长曲线检测病毒的复制动力学。利用SEA拓扑型毒株特异性单克隆中和抗体，通过中和试验分析拯救突变株的抗原性，确定影响病毒抗原性的关键氨基酸，评估毒株特异性位点氨基酸的改变对抗原谱的影响。【结果】SEA拓扑型特异性抗原表位主要集中于结构蛋白VP1的B-C/C-D环，属于抗原位点3。10株抗体中多数抗体（8/10）识别的抗原表位在VP1上，其中有6株单抗（A19、B55、B74、C5、F53和F166）识别的关键氨基酸位于VP1 B-C环（T43、K45）及C-D环（P58），另外2株单抗（B66和F41）识别的关键氨基酸位于VP1 C末端。病毒交叉中和试验结果表明，VP1上43位和VP3上131位氨基酸的改变显著降低了牛源多抗血清的抗体效价。对O型FMDV不同谱系毒株（26株）序列进行分析，发现三种拓扑型毒株VP1 B-C/C-D环的28、47、56和58位氨基酸不同。利用反向遗传技术成功将毒株特异性抗原表位引入Cathay拓扑型毒株（O/HN/CHA/93），拯救出6株FMDV的点突变株：POZ-GSLX-M58、POZ-GSLX-M56/58、POZ-GSLX-M28/58、POZ-GSLX-M47/58、POZ-GSLX-M28/58/47和POZ-GSLX-M47/56/58。微量中和试验结果表明，VP1上56/58位对毒株抗原性起到关键作用；然而，进一步增加28位和47位突变会降低抗体B83的中和作用，影响毒株自身的抗原性。因此，VP1上56和58位氨基酸的改变可以扩展SEA拓扑型特异性中和mAbs对O/HN/CHA/93毒株的中和效力与广度。【结论】O型FMDV结构蛋白VP1上56和58位氨基酸是引起SEA拓扑型毒株抗原变异的关键位点，引入这些抗原决定簇可以拓展FMDV O/HN/CHA/93的抗原谱。研究为FMD防控及疫苗设计提供参考。

关键词：口蹄疫病毒毒株特异性中和抗体抗原变异

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基于碳水化合物的佐剂作用机制研究进展

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畜牧兽医学报 2024年第2期55卷 491-501页

作者：周梦婷宋银娟许健李斌冉多良储岳峰中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室兰州730046 新疆农业大学动物医学学院乌鲁木齐830052

佐剂是指添加到疫苗中以刺激和增强免疫应答强度或改变免疫应答类型的物质。目前疫苗佐剂种类较多,包括铝佐剂、油乳佐剂和脂质体佐剂等,但临床使用的佐剂很少同时具备高效和低毒两大特点,因此迫切需要一种有效且安全的佐剂。基于碳水... 详细信息

佐剂是指添加到疫苗中以刺激和增强免疫应答强度或改变免疫应答类型的物质。目前疫苗佐剂种类较多,包括铝佐剂、油乳佐剂和脂质体佐剂等,但临床使用的佐剂很少同时具备高效和低毒两大特点,因此迫切需要一种有效且安全的佐剂。基于碳水化合物的佐剂具有良好的生物相容性和易代谢的优点,同时,基于碳水化合物的佐剂种类广泛,且每种都有不同免疫特性,如基于多糖的佐剂可以增强巨噬细胞的吞噬活性及抗原提呈能力等。并且基于碳水化合物的佐剂还可与Toll样受体、C型凝集素受体等多种受体结合发挥上述免疫活性,但其作用机制尚不完全清楚。故本文基于碳水化合物的佐剂作用机制相关研究进展进行总结梳理,以期为相关佐剂的进一步研究提供参考。

关键词：基于碳水化合物的佐剂多糖佐剂作用机制研究进展

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非洲猪瘟病毒H3基因序列分析蛋白结构预测及其亚细胞定位

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中国兽医科学 2023年第8期53卷 939-946页

作者：亢伟芳王悦任静静彭江玲朱国强李丹杨文萍郑海学中国农业科学院、兰州兽医研究所、兰州大学动物医学与生物安全学院、动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730000

在前期研究中本实验室构建了敲除H3(Hypothetical protein 3)基因的非洲猪瘟病毒(ASFV)毒株,并进一步通过动物实验表明敲除该基因对于ASFV的毒力没有影响,推测该蛋白可能是ASFV的非结构蛋白。为进一步了解ASFVH3基因及其编码蛋白的理化... 详细信息

在前期研究中本实验室构建了敲除H3(Hypothetical protein 3)基因的非洲猪瘟病毒(ASFV)毒株,并进一步通过动物实验表明敲除该基因对于ASFV的毒力没有影响,推测该蛋白可能是ASFV的非结构蛋白。为进一步了解ASFVH3基因及其编码蛋白的理化性质和结构特征,从NCBI数据库中搜集到71株包含H3基因的ASFV毒株进行序列比对并绘制了H3基因的分子进化树。利用在线软件分析ASFV H3蛋白的理化性质和组成结构,通过在HEK-293T细胞中转染真核表达质粒pRK-H3-GFP确定其亚细胞定位。结果表明,H3基因在Ⅰ型和Ⅱ型ASFV毒株中具有较高的同源性。H3蛋白包含35个氨基酸,等电点为5.49,相对分子质量为8648.38,氨基酸组成中丙氨酸、苏氨酸含量分别占37.1%、34.3%;其二级结构中,α-螺旋、β-折叠、无规卷曲分别占37.14%、25.71%、25.71%。制备了该蛋白的多克隆抗体,用荧光显微镜验证ASFV H3蛋白的表达。通过核定位序列预测该蛋白定位于细胞质和细胞核中;构建H3蛋白的真核表达质粒,通过间接免疫荧光试验证实该蛋白定位于细胞质和细胞核。这为进一步揭示H3基因功能奠定了一定基础,也为后续深入探讨H3基因功能提供了理论依据。

关键词：非洲猪瘟病毒 H3基因蛋白结构预测亚细胞定位

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鸭疫里默氏杆菌RiaR基因缺失株的构建及其生物学特性分析

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中国兽医科学 2023年第4期53卷 476-484页

作者：于永峰陈启伟权衡刘东慧李彩玉宫晓炜储岳峰中国农业科学院、兰州兽医研究所、兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730046

全基因组测序及生物信息学分析表明,鸭疫里默氏杆菌RA-LZ01株中存在1对新的双组分调控系统(two-component regulatory systems,TCS)RiaR/RiaS,且在黄杆菌目中高度保守。为探讨RiaR/RiaS在鸭疫里默氏杆菌中的作用,采用同源重组和结合转... 详细信息

全基因组测序及生物信息学分析表明,鸭疫里默氏杆菌RA-LZ01株中存在1对新的双组分调控系统(two-component regulatory systems,TCS)RiaR/RiaS,且在黄杆菌目中高度保守。为探讨RiaR/RiaS在鸭疫里默氏杆菌中的作用,采用同源重组和结合转移的方法构建反应调节器RiaR的基因缺失株RA^(ΔRiaR)和回补株RAcΔRia R,并比较了它们与亲本株RA-LZ01在生长、抗生素敏感性和毒力方面的生物学特性差异;通过RA-LZ01和RA^(ΔRiaR)的原核转录组测序,进一步分析RiaR所发挥的生物学功能。结果显示,与亲本株相比,RA^(ΔRiaR)在其生长、抗生素敏感性和毒力方面并无明显差异。转录组分析表明,从RA^(ΔRiaR)中筛选到203个差异基因[lb(FC)值的差异倍数≥2且P<0.05]均为显著上调的基因,提示RiaR/RiaS是1对负调控下游基因表达的TCS。COG分析结果显示,富集程度最高的差异基因为功能未知的基因(50个,19%),其次为氨基酸运输和代谢相关基因(29个,11%)。KEGG的分析结果显示,差异基因主要富集于代谢相关的通路(116个,77.8%),包括氨基酸代谢(29个,19.4%)、核苷酸代谢(14个,9.3%)、碳水化合物代谢(23个,15.4%)等14个代谢相关的子通路。因此,验证了鸭疫里默氏杆菌中RiaR基因的生物学功能,为深入探究该TCS参与鸭疫里默氏杆菌的代谢调控提供依据。

关键词：鸭疫里默氏杆菌 RiaR 转录组代谢调控

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CHO细胞表达牛病毒性腹泻病毒E2-E^(rns)融合蛋白及免疫原性分析

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中国兽医科学 2023年第10期53卷 1207-1215页

作者：李亚军郝荣增茹毅龚真莉刘艳红郑海学中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730046

本研究旨在利用CHO细胞表达系统制备牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus,BVDV)E2-E^(rns)融合蛋白,并分析其免疫原性。以BVDV-1 NADL株基因序列为基础,构建融合表达BVDV E2和E^(rns)蛋白的真核重组表达质粒pcDNA3.1-BVDV-E2-... 详细信息

本研究旨在利用CHO细胞表达系统制备牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus,BVDV)E2-E^(rns)融合蛋白,并分析其免疫原性。以BVDV-1 NADL株基因序列为基础,构建融合表达BVDV E2和E^(rns)蛋白的真核重组表达质粒pcDNA3.1-BVDV-E2-E^(rns),转染CHO细胞,进行上清分泌表达;离心收集细胞培养上清进行亲和层析纯化,通过SDS-PAGE电泳和Western-blot鉴定纯化蛋白的免疫反应性;使用纯化后的融合蛋白免疫新西兰大白兔,通过细胞免疫荧光(IFA)试验和间接ELISA试验鉴定E2-E^(rns)融合蛋白免疫家兔血清的抗体反应性和抗体效价。结果,通过CHO细胞表达系统,成功制备了纯化的BVDV E2-E^(rns)融合蛋白,Western-blot鉴定结果显示,His标签单克隆抗体和BVDV阳性血清均能够与纯化的融合蛋白发生特异性免疫反应。间接ELISA和IFA试验结果显示,一免后第7天血清抗体呈阳性,并持续至免疫后第28天,血清抗体效价水平可达1∶512000,且该血清抗体可以与MDBK细胞中感染的BVDV发生特异性免疫反应。上述结果表明,本研究成功利用CHO细胞表达系统制备并纯化了BVDV E2-E^(rns)融合蛋白,并通过体内和体外试验证明该融合蛋白具有良好的免疫原性,为BVD的诊断方法及其新型亚单位疫苗研制奠定了基础。

关键词：牛病毒行腹泻病毒 E2-E^(rns)融合蛋白真核表达 CHO培养免疫原性

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宿主蛋白Ambra 1介导非洲猪瘟病毒MGF360-9L抑制其复制的机制

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中国兽医科学 2023年第4期53卷 403-411页

作者：杨金柯郝雨杨博史喜绢杨行张大俊赵登率闫文倩陈玲玲别鑫恬陈国辉申超超刘湘涛郑海学张克山中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730000

MGF360-9L是非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)重要的毒力基因,本实验室前期使用免疫共沉淀和液相色谱-质谱(IP-MS)联合技术,明确了MGF360-9L和宿主蛋白自噬/苄氯素1调节因子1(autophagy/beclin-1 regulator 1,Ambra 1)具有相互作用,现有的研究已经证实宿主蛋白Ambra 1在病原感染中发挥重要作用。为明确Ambra 1介导MGF360-9L对ASFV复制的调控作用及其机制,本研究构建Ambra 1真核表达质粒,使用免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation,Co-IP)和间接免疫荧光(indirect immunofluorescence assay,IFA)技术,验证了Ambra 1和MGF360-9L的互作及互作区域。设计并合成Ambra 1的RNA干扰(RNAi)序列,运用实时荧光定量PCR(real-time q PCR,RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹(Western-blot)技术,证明了Ambra 1过表达抑制ASFV的复制,下调Ambra 1的表达则能够促进ASFV的复制。此外也证明了Ambra 1剂量依赖性降解MGF360-9L蛋白。总之,本研究明确了宿主蛋白Ambra 1介导ASFV MGF360-9L抑制其复制的初步机制。该研究丰富了ASFV蛋白与宿主蛋白之间的互作调控网络,为进一步研究ASFV-宿主相互作用积累了数据。

关键词：非洲猪瘟病毒 MGF360-9L Ambra 1 蛋白互作

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细胞自噬相关蛋白ATG9A对口蹄疫病毒侵入的影响

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中国兽医科学 2024年第3期54卷 285-291页

作者：邓欣雨袁红王涛宫晓华赵俊芳包慧芳李平花孙普付元芳李坤刘在新卢曾军白兴文中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730000

为揭示细胞自噬相关蛋白9A(ATG9A)对口蹄疫病毒(FMDV)复制的影响,利用IFA、RT-qPCR和Western-blot等方法检测FMDV与ATG9A的共定位情况以及病毒感染对ATG9A的影响;通过构建ATG9A重组表达质粒和合成小干扰RNA,检测过表达及敲降ATG9A对FMD... 详细信息

为揭示细胞自噬相关蛋白9A(ATG9A)对口蹄疫病毒(FMDV)复制的影响,利用IFA、RT-qPCR和Western-blot等方法检测FMDV与ATG9A的共定位情况以及病毒感染对ATG9A的影响;通过构建ATG9A重组表达质粒和合成小干扰RNA,检测过表达及敲降ATG9A对FMDV吸附、内化、基因组复制、蛋白翻译、子代病毒粒子产生的影响。结果显示,FMDV感染后与ATG9A共定位且抑制ATG9A的表达;ATG9A不影响FMDV的吸附,但极显著地抑制FMDV的内化过程;同时,过表达(或干扰)ATG9A能够在RNA与蛋白水平显著降低(或提高)FMDV的增殖和子代病毒粒子产生的能力。结论,ATG9A抑制FMDV的复制,为深入认识FMDV在细胞内的复制周期提供了线索。

关键词：自噬相关蛋白9A 口蹄疫病毒内化复制

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产气荚膜梭菌ε毒素蛋白的原核表达及其抗体间接ELISA方法的建立

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中国兽医科学 2023年第4期53卷 426-433页

作者：王武斌崔洁文曹小安高鹏程马清龙李学瑞储岳峰中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730046

为建立绵羊产气荚膜梭菌ε毒素抗体间接ELISA检测方法,对D型产气荚膜梭菌(C60-1株)的ε毒素基因进行扩增,构建pET-32a-ε重组质粒,转入BL21(DE3)PlysS诱导蛋白表达,经Ni柱纯化后获得可溶性ε毒素重组蛋白。以纯化的重组蛋白作为包被抗原... 详细信息

为建立绵羊产气荚膜梭菌ε毒素抗体间接ELISA检测方法,对D型产气荚膜梭菌(C60-1株)的ε毒素基因进行扩增,构建pET-32a-ε重组质粒,转入BL21(DE3)PlysS诱导蛋白表达,经Ni柱纯化后获得可溶性ε毒素重组蛋白。以纯化的重组蛋白作为包被抗原,对ELISA反应条件进行优化,并对该方法的特异性、敏感性、重复性和临床检测中的应用进行验证。结果显示,重组蛋白包被浓度为0.5μg/m L,封闭液为1%BSA,待检绵羊血清1∶100稀释,家兔抗山羊HRP酶标二抗1∶5000稀释,显色液避光显色20 min为最佳反应条件。测定45份阴性血清,计算其平均值(X)和标准差(SD),确定所建立的ε毒素抗体间接ELISA方法的阴阳性临界值(X+3SD)为0.254。检测阳性血清敏感度为1∶3200,批间和批内重复率显示,变异系数均小于10%,特异性试验显示,检测羊痘病毒(SPV)、蓝舌病病毒(BTV)、羊布鲁氏菌、沙门菌和绵羊肺炎支原体均没有特异性反应。检测90份临床羊血清样品,该间接ELISA方法与商品化试剂盒之间的阳性符合率为82.9%,阴性符合率为95%,总符合率为85.6%。结果表明,本试验建立的方法具有良好的特异性、敏感性和重复性,可初步用于绵羊产气荚膜梭菌ε毒素抗体的检测。

关键词：产气荚膜梭菌 ε毒素原核表达间接ELISA

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