J亚群禽白血病病毒致病性增强的分子机制

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haisheng1984
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
J亚群禽白血病是由J亚群禽白血病病毒(ALV-J)引起的一类禽肿瘤性疾病。自1988年从鸡中首次分离ALV-J以来,ALV-J在世界各地鸡群广泛流行。欧美国家通过净化措施几乎在鸡群中根除ALV-J,但ALV-J自1999年传入我国鸡群后,就一直在鸡群中流行,特别是2008年以来,ALV-J在我国一些蛋鸡群中暴发,发病率高达60%,致鸡死亡率超过30%,其主要引起临床症状为血管瘤及各实质脏器肿瘤,由于禽白血病是垂直传播为主的种原性疾病,一些种禽场纷纷被告倒闭。ALV-J给我国养禽业造成的严重损失,受到了政府和养殖业的广泛关注。本研究以流行病学和ALV-J基因组遗传演化分析为突破口,运用反向遗传技术阐明了ALV-J致病力增强的分子基础,并从ALV-J与宿主互作角度解析了ALV-J致病性增强的分子机制。本研究首先在我国ALV-J暴发的疫区进行系统流行病学调查,共分离鉴定了16株ALV-J蛋鸡分离株,遗传演化分析发现,ALV-J蛋鸡分离株较早期ALV-J肉鸡分离株有多个基因发生了突变或缺失,其中77.8%(21/27)的ALV-J蛋鸡分离株env基因存在显著差异;虽然U3区中转录元件都较为保守,但仍有84.2%(16/19)的ALV-J蛋鸡分离株U3区存在点突变;89.5%(17/19)的ALV-J蛋鸡分离株的3’UTR出现跨rTM和DR-1区的205nt缺失。进一步根据ALV-J毒株分离年代比对3’UTR序列,发现ALV-J3’UTR随着时间推移逐步发生缺失并最终形成205nt缺失,提示近年来造成我国蛋鸡群疫情的ALV-J流行株,其基因组3’UTR的205nt缺失,是由ALV-J早期毒株历经基因组序列变异而逐渐演化产生。为探究该205nt缺失是否与ALV-J在我国鸡群中致病力增强有关,利用反向遗传拯救了一对病毒:一株是以中国蛋鸡ALV-J流行毒株HLJ09SH01为亲本毒拯救的rHLJ09SH01,即缺失205nt病毒;另一株是在缺失位置嵌合插入205nt的拯救病毒rHLJ09SH01A205,即嵌合205nt病毒。利用亚病毒基因组载体,发现缺失205nt的3’UTR通过促进未剪切RNA的核质穿梭,使缺失205nt病毒在血管内皮细胞中的更高水平的复制;通过238天的动物实验,发现缺失205nt病毒造成蛋鸡死亡率达63.2%、出瘤率达57.9%、垂直传播达100%;而嵌合205nt病毒造成蛋鸡死亡率为38.1%、出瘤率为33.3%、垂直传播为44%;缺失205nt病毒造成肉鸡死亡率达75%、出瘤率达83.3%;而嵌合205nt病毒造成肉鸡死亡率为50%、出瘤率为57.1%(8/14)。这些结果表明不论在蛋鸡还是肉鸡中,缺失205nt病毒均有更强的致死力,更高的致瘤性和更为严重的垂直传播能力。因此证明ALV-J3’UTR的205nt缺失是ALV-J致病性增强的分子基础。为深入揭示缺失205nt病毒致病性与致瘤性增强的机制,结合ALV-J在我国鸡群中致血管瘤的临床表现特点,在模拟血管新生的鸡胚中,通过卵黄囊途径接缺失205nt病毒和嵌合205nt病毒,发现缺失205nt病毒可以引起血管内皮生长因子A(VEGF-A)及其受体血管内皮生长受体2(VEGFR-2)更高水平表达,同时缺失205nt病毒在鸡胚中有更高的复制水平,说明ALV-J的复制水平与VEGF-A和VEGFR-2表达水平呈正相关,利用反向PCR,发现VEGF-A和VEGFR-2的高水平表达不是通过ALV-J病毒基因组插入引起。揭示ALV-J是通过基因组变异而提高自身复制能力,从而致使VEGF-A和VEGFR-2的表达水平有更多机会超过其体内致瘤阈值,从而增强ALV-J致病致瘤的机制。TP53基因是抑癌基因,可抑制肿瘤发生,已是学术界的共识。为明确TP53基因在ALV-J致病过程中的作用,本研究建立了ALV-J感染DF-1的持续感染细胞模型,证实ALV-J持续感染可以使细胞中TP53基因发生突变。为探究TP53基因突变前后功能差异,分别表达DF-1原型p53蛋白和TP53基因突变后编码的突变型p53蛋白,通过染色体免疫共沉淀试验和凝胶阻滞试验发现,原型p53蛋白可以与ALV-J U3在细胞核中发生相互作用而抑制ALV-J的复制,而突变型p53蛋白不能在细胞核中与U3发生结合,而最终失去抑制ALV-J复制的能力。ALV-J感染宿主细胞后,原型p53蛋白作为细胞反应压力上调表达,通过与U3结合抑制ALV-J复制,病毒采取致TP53基因突变的对抗手段,最终使宿主细胞失去限制ALV-J复制的作用,复制增快的ALV-J最终具有了更强的致病性。目前对ALV-J的防治以淘汰净化为主,而microRNAs(miRNAs)抗病毒功能在无疫苗的病毒防治中具有广阔前景。通过生物信息学分析发现有4个候选miRNAs分子可以靶向5’UTR,利用特异miRNA抑制子分别抑制候选miRNAs分子,发现抑制gga-miR-1650可以显著还原psi-5’UTR被抑制的活性(P=0.0014)。同时,过表达gga-miR-1650可以显著抑制psi-5’UTR活性,利用突变策略验证gga-miR-1650与5’UTR的结合靶点,发现gga-miR-1650的种子区和非种子区都在结合过程中发挥作用,过表达gga-miR-1650抑制含有其靶点ALV-J的复制。进一步分析gga-miR-1650靶点序列,发现靶点序列在ALV-J毒株中保守存在,说明gga-miR-1650可用于抑制ALV-J各流行毒株复制。本研究基于ALV-J在我国致病力增强且对我国养禽业造成巨大危害的大背景环境下,首先对我国鸡群流行的ALV-J毒株进行了分离鉴定及遗传演化分析,发现3’UTR205nt的缺失是ALV-J中国蛋鸡毒株基因组的重要进化特点。通过反向遗传和致病性研究,证明3’UTR205nt的缺失是ALV-J致病性增强的分子基础。宿主多种因子参与ALV-J的致病过程,VEGF-A和VEGFR-2高水平表达及TP53基因突变均参与ALV-J致病力的形成。另外,从无疫苗的病毒防治角度入手,筛选和鉴定了能够限制ALV-J感染的宿主miRNA gga-miR-1650。本研究阐明了ALV-J在我国鸡群中致病性增强的分子基础和分子机制,同时为ALV-J的防控和净化提供重要科学思路和依据。
其他文献
摘要:在1766年瓦特改进蒸汽机拉开了工业文明的大幕之后,随着社会经济的飞速发展,汽车工业不断壮大成熟,全球汽车保有量不断增长,汽车在人们的生产生活中发挥着不可替代的作用
随着国家经济水平和工程技术的发展,国家向基础设施建设的投资越来越多,并且基础设施建设的难度越来越大,面临的工程风险越来越大。同时随着国民工程安全意识的提高,对工程建
翻开厚厚的史册,我们不难发现视觉语言作为一种交流工具早已被世人所用,而在很长的一段时间内,文字语言的出现和视觉语言本身的局限性使得很多人逐步淡忘视觉语言也是一种交
随着糖尿病患者的日益增加,糖尿病患者的眼表疾病越来越受到人们的重视。研究发现,2型糖尿病患者泪膜功能发生改变,是干眼症的易患人群。糖尿病可导致眼表的改变,包括泪膜、
在经济迅速发展的当代,完善企业管理制度的关键就在于建立企业内部控制制度,而我国对内部控制理论的研究比较晚,企业内部控制总体上来说比较薄弱,在实践中的实施还有诸多问题
大学生是祖国的未来、民族的希望,是国家建设的主力军。而师范类大学生是大学生中的特殊群体,是未来的教师。他们不仅肩负着加快推进社会主义现代化,构建社会主义和谐社会,建
提高教育教学的质量一直是各国教育改革的目标,提升教育教学的有效性成为世界各国教育的不懈追求,在这种背景下,运用技术与教学的结合进行有效学习具有十分重要的意义。利用
以第三方物流企业服务能力为研究对象,建立指标体系,运用层次分析法AHP确定各指标权重,选取长春市某第三方物流服务企业进行实证分析,得出决定第三方物流服务能力的因素,在此
随着社会的发展、文明的进步,各国的母语教学也在不断地进行着深刻的变革。在国外的许多母语课程理论和实践之中,视觉素养教育正越来越被重视,而且正不断地进行完善。然而,视
流行性乙型脑炎(Japanese encephalitis, JE)是由流行性乙型脑炎病毒(Japanese encephalitis virus, JEV)引起的一种人兽共患性传染病。JEV主要流行于中国、亚洲东南部、印度