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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。