Tetherin和SAMHD1與馬傳染性貧血病毒相互作用的研究
本文選題:EIAV 切入點(diǎn):進(jìn)化 出處:《東北農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:馬傳染性貧血病毒(Equine Infectious Anemia Virus,EIAV)與人獲得性免疫缺陷病毒(HIV-1)同屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒科慢病毒屬,是開展慢病毒致病和免疫機(jī)制研究的重要?jiǎng)游锊《灸P汀B《疽l(fā)的疾病,嚴(yán)重威脅動(dòng)物和人類健康,其中以HIV-1感染人引發(fā)的艾滋病最為嚴(yán)重和受到關(guān)注。疫苗是防控傳染病的重要手段,但慢病毒自身的抗原高度變異等特點(diǎn),使其疫苗研究舉步維艱。特別對(duì)于HIV-1疫苗的研究,盡管世界各國已投入巨大人力、物力,但仍未取得關(guān)鍵性突破。而在EIAV疫苗研究方面,二十世紀(jì)70年代,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所的科研人員,通過馬、驢體及體外細(xì)胞(驢白細(xì)胞、驢胎皮膚細(xì)胞)傳代將EIAV強(qiáng)毒株馴化,成功獲得EIAV弱毒株。實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)地應(yīng)用證明,該弱毒株免疫馬屬動(dòng)物后可誘導(dǎo)產(chǎn)生極強(qiáng)的免疫保護(hù)力。以該弱毒株作為疫苗在中國進(jìn)行的大范圍馬屬動(dòng)物免疫接種,成功控制了EIA在中國的流行。而闡明該疫苗毒力弱化和誘導(dǎo)免疫保護(hù)的機(jī)制,有可能找到慢病毒誘導(dǎo)免疫保護(hù)的關(guān)鍵因素,為HIV疫苗研制提供參考。在探討EIAV疫苗弱化和誘導(dǎo)免疫保護(hù)機(jī)制的過程中,一個(gè)重要的科學(xué)問題是,為何通過異種動(dòng)物或者體外細(xì)胞傳代會(huì)導(dǎo)致病毒致弱?長(zhǎng)期以來科學(xué)界并未對(duì)該現(xiàn)象給出明確的機(jī)制闡述。已有研究表明,病毒侵入宿主會(huì)誘發(fā)宿主細(xì)胞產(chǎn)生強(qiáng)烈的先天性免疫反應(yīng)和繼發(fā)性免疫反應(yīng)。同時(shí),在宿主細(xì)胞內(nèi)存在著許多天然免疫因子,當(dāng)病毒入侵時(shí)它們可以迅速反應(yīng),直接或間接作用于病毒以抑制病毒的復(fù)制和傳播,進(jìn)而保護(hù)宿主抵御病毒感染。目前,研究比較廣泛的宿主天然免疫限制因子有APOBEC3家族、TRIM家族、Tetherin/BST2、SAMHD1、MOV10等。這些限制因子可在病毒復(fù)制過程中的各階段通過各種不同機(jī)制直接或間接作用于病毒,抑制病毒的復(fù)制和傳播。EIAV弱毒疫苗的毒力弱化,主要發(fā)生在體外細(xì)胞的傳代培養(yǎng)過程中。由于該過程缺少宿主特異性免疫應(yīng)答的作用,推測(cè)宿主天然免疫應(yīng)答特別是細(xì)胞天然免疫限制因子可能在病毒毒力減弱過程中發(fā)揮重要作用。為驗(yàn)證上述假設(shè),本研究選擇Tetherin和SAMHD1兩種限制因子,通過評(píng)價(jià)它們與EIAV的相互作用,尋找這兩種分子在EIAV致弱過程中的作用。本研究首先通過序列分析、蛋白結(jié)構(gòu)分析、細(xì)胞定位分析、蛋白表達(dá)分析、細(xì)胞轉(zhuǎn)染、Western Blotting實(shí)驗(yàn)技術(shù)等方法比較了馬、驢Tetherin的基本生物學(xué)功能及抗病毒能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,馬Tetherin與驢Tetherin的氨基酸序列、分子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、細(xì)胞定位及高級(jí)分子結(jié)構(gòu)都非常相似,但二者存在個(gè)別氨基酸位點(diǎn)的變異,且這些氨基酸變異導(dǎo)致驢Tetherin限制EIAV病毒出芽的能力稍強(qiáng)于馬Tetherin。進(jìn)而又通過蛋白-蛋白相互作用等分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn),評(píng)價(jià)了驢Tetherin與不同進(jìn)化程度的EIAV毒株的相互作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,驢Tetherin在限制不同進(jìn)化程度的EIAV毒株出芽的能力存在差異,病毒毒力越弱,Tetherin的限制作用越強(qiáng);EIAV強(qiáng)弱毒的Env基因具有一定的差異,但其均可拮抗驢Tetherin的限制作用,這種拮抗作用隨病毒的致弱而變?nèi)。在此基礎(chǔ)上,本研究對(duì)SAMHD1與EIAV的相互作用進(jìn)行了研究。先將人、馬SAMHD1進(jìn)行對(duì)比分析,并通過建立能穩(wěn)定表達(dá)馬SAMHD1基因的U937細(xì)胞系作為感染模型,然后將三質(zhì)粒系統(tǒng)包裝的假病毒(HIV-1、SIV、EIAV)感染上述構(gòu)建成功的穩(wěn)定表達(dá)馬SAMHD1基因的U937細(xì)胞系,以評(píng)價(jià)馬SAMHD1的抗病毒能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,馬SAMHD1具有與人SAMHD1相似的氨基酸序列及結(jié)構(gòu),且具有廣譜抗逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用,而HD結(jié)構(gòu)域是其發(fā)揮抗病毒功能的主要功能域。最后,通過蛋白-蛋白相互作用等實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了EIAV與馬SAMHD1的相互作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,EIAV可通過其自身編碼的Rev蛋白拮抗馬SAMHD1。且不同毒株的Rev拮抗馬SAMHD1的能力不同,即EIAV-Rev-LN拮抗馬SAMHD1的能力強(qiáng)于其他EIAV株Rev,提示EIAV-Rev拮抗馬SAMHD1的作用具有種屬差異,但EIAV-Rev拮抗馬SAMHD1的具體機(jī)制尚不清楚。本研究以中國EIAV弱毒系統(tǒng)為研究模型,首次對(duì)異體/頓感宿主感染傳代致弱病原的發(fā)生機(jī)制進(jìn)行研究,從宿主天然免疫限制因子與病原相互作用角度,探討病原毒力弱化的原因。研究結(jié)果確證了我們提出的實(shí)驗(yàn)假設(shè)的科學(xué)性,其在深入挖掘天然免疫限制因子抗逆轉(zhuǎn)錄病毒作用機(jī)制和拓展其作用意義的基礎(chǔ)上,有助于闡明慢病毒的致病和免疫機(jī)制,促進(jìn)慢病毒免疫防治領(lǐng)域相關(guān)研究的開展。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:S852.65
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