董方圓 王昕 丁小滿 彭博 武偉華 劉慧 耿藝介 鄭青 房師松
510632廣州,暨南大學(xué)藥學(xué)院(董方圓、鄭青);510632廣州,中山大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院(丁小滿);518055深圳市疾病預(yù)防控制中心(王昕、彭博、武偉華、劉慧、耿藝介、房師松)
α-2,6唾液酸受體結(jié)合特異性的H7N9流感病毒的篩選
董方圓 王昕 丁小滿 彭博 武偉華 劉慧 耿藝介 鄭青 房師松
510632廣州,暨南大學(xué)藥學(xué)院(董方圓、鄭青);510632廣州,中山大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院(丁小滿);518055深圳市疾病預(yù)防控制中心(王昕、彭博、武偉華、劉慧、耿藝介、房師松)
目的 篩選與α-2,6唾液酸受體結(jié)合特異性的H7N9流感病毒。方法 運(yùn)用隨機(jī)突變技術(shù)處理A/Shenzhen/1/2013(H7N9)流感病毒HA蛋白頭部受體結(jié)合域;用反向遺傳學(xué)技術(shù)將其N(xiāo)A基因和突變的HA基因與A/PR/8/34(H1N1)流感病毒的6個(gè)內(nèi)部基因進(jìn)行基因重組,構(gòu)建H7N9流感病毒突變病毒庫(kù)。并用α2-3唾液酸酶處理的紅細(xì)胞篩選與α-2-6唾液酸受體結(jié)合特性的H7N9流感病毒。結(jié)果 篩選出3種類型與α-2,6唾液酸受體結(jié)合特異性的H7N9流感病毒突變株。突變位點(diǎn)分別為I126V、S194P/A435S、D127V/S136G/A169T。結(jié)論 從構(gòu)建的H7N9流感病毒突變病毒庫(kù)中成功篩選出與α-2,6唾液酸受體結(jié)合特異性的H7N9流感病毒。
【主題詞】 H7N9流感病毒;隨機(jī)突變技術(shù);反向遺傳學(xué)
Fund programs:Shenzhen Science and Techno1ogy P1anning Projects(JCYJ20140410164811662)
自2013年3月,我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)人感染H7N9流感病毒病例以來(lái),該病毒對(duì)人的感染逐漸擴(kuò)散至我國(guó)多省,給我國(guó)公共衛(wèi)生帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),通常該病毒以低致病性狀態(tài)穩(wěn)定存在于家禽中,但人感染后會(huì)引起重癥肺炎及多器官衰竭,死亡,嚴(yán)重地威脅著人們的健康。目前H7N9禽流感病毒在哺乳動(dòng)物間不能持續(xù)傳播,但是一旦它在自然界中獲得在人間有效傳播的變異或重配,將會(huì)給人類帶來(lái)不可估量的損失[1]。
流感病毒的跨物種傳播能力主要取決于HA蛋白受體結(jié)合區(qū)域,主要包括130環(huán)、190螺旋和220環(huán)[2]。通常人流感病毒的HA特異地與Saα2-6Ga1受體結(jié)合,而禽流感病毒的HA特異地與Saα2-3Ga1受體結(jié)合。已有研究發(fā)現(xiàn)HA受體結(jié)合區(qū)氨基酸位點(diǎn)的突變,使H5N1禽流感病毒,不但能特異性的選擇Saα-2,6Ga1,還可以在雪貂之間傳播[3]。本實(shí)驗(yàn)采用隨機(jī)突變和反向遺傳技術(shù),通過(guò)對(duì)HA蛋白受體結(jié)合區(qū)域隨機(jī)突變,構(gòu)建以PR8內(nèi)部基因?yàn)楣羌艿腍7N9流感病毒隨機(jī)突變病毒庫(kù),并初步篩選出與α-2-6受體結(jié)合特性的H7N9流感病毒,為進(jìn)一步探討H7N9流感病毒在哺乳動(dòng)物中有效傳播的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
1.1病毒株、雞胚和細(xì)胞株 A/Human/Shenzhen/ 1/2013(H7N9)流感病毒源于深圳市疾病預(yù)防控制中心病毒庫(kù),保存于-80℃。雞胚SPF級(jí)、MDCK細(xì)胞、293T細(xì)胞由深圳市疾病預(yù)防控制中心提供。
1.2質(zhì)粒和載體 反向遺傳系統(tǒng)pCDNA-RG[4]由本實(shí)驗(yàn)室自行構(gòu)建;pGEM-T easy vector購(gòu)自于Promega公司。
1.3引物設(shè)計(jì)與合成 根據(jù)A/Human/Shenzhen/ 1/2013(H7N9)HA基因序列設(shè)計(jì)一對(duì)HA基因RTPCR擴(kuò)增引物,序列如下:Bm-H7N9-HA:5′-TAC GTCTCCGGGAGCAAAAGCAGGGGAT-3′;Bm-HAH7N9-1732R:5′-TACGTCTCGTATTAGTAGAAACAA GGGTGTTTT-3′。引物引入BsmBI酶切位點(diǎn)酶切后與BsmBI酶切的pCDNA-RG載體核酸片斷粘性互補(bǔ)。
根據(jù)已知NA基因序列設(shè)計(jì)一對(duì)NA基因RTPCR擴(kuò)增引物序列如下:Ba-NA-H7N9:5′-TAGGT CTCCGGGAGCGAAAGCAGGGTCAA-3′Ba-NA-H7N 9-1413R:5′-TAGGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGG GTCTTTTT-3′。引物引入BsaI酶切位點(diǎn)酶切后與BsmBI酶切的pCDNA-RG載體核酸片斷粘性互補(bǔ)。因?qū)A蛋白120-259受體結(jié)合區(qū)域進(jìn)行隨機(jī)突變,根據(jù)已知HA序列采用重疊PCR技術(shù)設(shè)計(jì)引物:HA 377-411 F:5′-TTGACAAGGAAGCAATGG GATTCACATACAG TGGA-3′;HA 832-854 R:5′-TTG GCATCAACCTG TACTCCACT-3′;HA 838-871 F:5′-GTACAGGTTGATGCCAATTGTGAAGGGGACTGCT-3′;HA 382-405 R:5′-GTATGTGAATCCCATTGCTT CCTT-3′。引物均由日本TaKaRa公司合成。
1.4病毒 RNA提取和 RT-PCR的擴(kuò)增 A/ Human/Shenzhen/1/2013(H7N9)流感病毒RNA用High pure vira1 RNA kit(Roche)試劑盒提??;采用One Step RT-PCR Kit(TaKaRa)對(duì) HA和NA片段擴(kuò)增。
1.5HA蛋白120-259受體結(jié)合區(qū)域隨機(jī)突變 以HA序列為模板,用 TaKaRa PrimeSTAR HS DNA Po1ymerase擴(kuò)增HA蛋白120-259受體結(jié)合區(qū)域、受體結(jié)合區(qū)域上游序列和下游序列。以HA 377-411 F 和HA 832-854 R為上下游引物,擴(kuò)增HA蛋白120-259受體結(jié)合區(qū)域;以Bm-H7N9-HA和HA 382-405 R為上下游引物擴(kuò)增受體結(jié)合區(qū)域上游序列;以HA 838-871 F和Bm-HA-H7N9-1732R為上下游引物擴(kuò)增受體結(jié)合區(qū)域下游序列。以HA蛋白120-259受體結(jié)合區(qū)域?yàn)槟0澹?50 ng)用隨機(jī)突變?cè)噭┖蠫eneMorph II Random Mutagenesis Kit(Agi1ent公司)對(duì)該片段進(jìn)行隨機(jī)突變,經(jīng)PCR純化試劑盒純化后,取1 μ1與pGEM-T easy vector連接,轉(zhuǎn)化,涂板,挑選20株送TaKaRa測(cè)序,計(jì)算突變庫(kù)容量。根據(jù)重疊 PCR技術(shù),以 Bm-H7N9-HA,Bm-HA-H7N9-1732R為引物用DNA Po1ymerase將所有HA受體結(jié)合區(qū)域隨機(jī)突變序列與其上游和下游序列拼接成完整的HA序列[4]。
1.6HA序列、NA序列與pCDNA-RG載體連接
正常的HA(標(biāo)記為HA-1)序列和拼接的突變HA(標(biāo)記為HA-2)序列分別用BsmBI酶切與BsmBI酶切的pCDNA-RG載體核酸片斷連接,轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞JM109。提取質(zhì)粒pCDNA-RG-HA-1(H7N9)和pCDNA-RG-HA-2(H7N9)。NA序列用BsaI酶切后與BsmBI酶切的pCDNA-RG載體核酸片斷連接并轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞JM109。提取質(zhì)粒pCDNA-RG-NA (H7N9),提取質(zhì)粒均送TaKaRa測(cè)序。
1.7細(xì)胞轉(zhuǎn)染與病毒拯救 重組H7N9病毒的拯救,將 8質(zhì)粒 pCDNA-RG-PA、pCDNA-RG-PB1、pCDNA-RG-PB2、pCDNA-RG-NS、pCDNA-RG-NP、pCDNA-RG-M與 pCDNA-RG-HA(H7N9)、pCDNARG-NA(H7N9)各1 μg,加入無(wú)血清、無(wú)抗生素的Opti-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液使總體積為250 μ1,取32 μ1脂質(zhì)體 1ipofectamine 2 000加入到218 μ1的Opti-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液中,混合均勻室溫靜置5 min,與已加入質(zhì)粒的250 μ1 Opti-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液混合作用20 min,再加入Opti-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液2.5 m1使總體積為3 m1,轉(zhuǎn)染進(jìn)入含有293T和MDCK兩種細(xì)胞 (細(xì)胞生長(zhǎng)至形成致密的單層,兩種細(xì)胞各占50%)的6孔板中。在37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)6 h,換成含有10%FBS的 DMEM完全培養(yǎng)基于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h,換成接種液(含有5 μg/m1 TPCK-trypsin的 DMEM細(xì)胞培養(yǎng)液)在35℃、5%CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)。72 h后收集細(xì)胞上清液,做血凝試驗(yàn)檢測(cè)血凝效價(jià)[5]。轉(zhuǎn)染細(xì)胞時(shí)做陽(yáng)性對(duì)照(拯救毒株A/PR/8/34(H1N1)的8個(gè)質(zhì)粒)和陰性對(duì)照(不含pCDNA-RG-HA、pCDNA-RGNA的六個(gè)質(zhì)粒)。
1.8接種雞胚擴(kuò)大培養(yǎng)病毒 拯救出的重組病毒命名為rH7N9,將rH7N9病毒轉(zhuǎn)染上清液接種到兩枚9日齡的 SPF雞胚尿囊腔,每只雞胚接種 200 μ1,37℃孵化72 h后收集尿囊液,測(cè)定血凝效價(jià),保存于-80℃。
1.9紅細(xì)胞處理與病毒篩選 取豚鼠血,加入阿氏液中,PBS洗滌3次,用PBS配成20%的紅細(xì)胞懸液,取 1 m1加入 1000 U的 α2,3 Neuraminidase (NEB)于37℃敷育20 h,PBS洗滌3次,用含有1% BSA的PBS配成10%的α2-3唾液酸酶處理的紅細(xì)胞懸液。突變的病毒與100 μ1此紅細(xì)胞懸液在4℃敷育10 min,含有1%BSA的PBS洗滌10次。病毒在MDCK擴(kuò)大培養(yǎng)后,噬斑純化挑取單病毒測(cè)序。
1.10噬斑試驗(yàn)與噬斑純化試驗(yàn) 取篩選后培養(yǎng)的病毒液用DMEM做1∶10、1∶100、1∶1 000、1∶10 000、1∶100 000的比例稀釋,將病毒取1 m1/每孔加入長(zhǎng)至90%的MDCK細(xì)胞6孔板中。37℃孵育2 h后,棄掉接種液,PBS洗滌2次,加入含有1%低熔點(diǎn)瓊脂糖的無(wú)酚紅DMEM接種液(胰酶終濃度為5 μg/ m1),30 min凝固后,將6孔板倒置于35℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),72 h后觀察空斑,染色處理(10%甲醛固定2 h、1%結(jié)晶紫處理1 min、水流沖洗),根據(jù)噬斑實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇合適的稀釋比例進(jìn)行噬斑純化實(shí)驗(yàn),噬斑純化與噬斑實(shí)驗(yàn)相同只是不再進(jìn)行染色。直接挑選空斑接種到90%的MDCK的96孔板培養(yǎng)72 h,逐步擴(kuò)大到24孔板、6孔板中培養(yǎng),做血凝試驗(yàn)檢測(cè)血凝效價(jià)[6]。收毒提取病毒RNA,RT-PCR擴(kuò)增HA片段,送TaKaRa公司測(cè)序。
1.11病毒受體結(jié)合特異性檢測(cè) 通過(guò)固相受體檢測(cè)方法對(duì)分離得到的突變株進(jìn)行受體結(jié)合特異性檢測(cè)。病毒純化,PBS將4種病毒稀釋到血凝效價(jià)64后,加入96孔高效結(jié)合微孔板50 μ1/孔,PBS做陰性對(duì)照,4℃過(guò)夜,100 μ1 1%BSA的PBS封閉2 h,PBS洗3遍,分別加入不同濃度的3′SLN-PAA和6′SLN-PAA,100 μ1/孔,37℃避光孵育2 h。PBST洗3遍,加入Streptavidin-HRP、100 μ1/孔,37℃避光孵育2 h,PBST洗3遍。加入 TMB顯色液、100 μ1/孔,37℃避光孵育25 min后加入終止液,檢測(cè)450 nm波長(zhǎng)吸光度。
1.12病毒繁殖動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn) 將H7N9以及3種突變的病毒,將病毒按照MOI=0.001稀釋后,分別接種的MDCK細(xì)胞中進(jìn)行培養(yǎng),放在35℃5%CO2的細(xì)胞培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),每天取上清于-80℃凍存。培養(yǎng)7天后,進(jìn)行血凝實(shí)驗(yàn),記錄血凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1.13生物安全 本實(shí)驗(yàn)在深圳市疾病預(yù)防中心,微生物檢驗(yàn)樓生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
A:1-2空白對(duì)照和HA(120-259)受體結(jié)合區(qū)域上游序列;3-4空白對(duì)照和HA(120-259)受體結(jié)合區(qū)域序列;5-6空白對(duì)照和HA(120-259)受體結(jié)合區(qū)域序列下游序列;B:1空白;2隨機(jī)突變的HA(120-259)序列;C:1 HA基因融合片段(1 732 bp);2空白;M DL2000 bp DNA Marker圖1 重疊PCR和易錯(cuò)PCR凝膠電泳結(jié)果A:1-2 Contro1 and the upstream sequence of HA(120-259)receptor binding region;3-4 Contro1 and the sequence of HA receptor binding region;5-6 Contro1 and the upstream sequence of HA receptor binding region;B:1-2 Contro1 and random mutation sequence of HA(120-259);C:1-2 Fusion PCR products of recombinant HA sequence(1 732 bp)and contro1;M DL2000 bp DNA MarkerFig.1 The resu1t of error-prone PCR and over1ap-PCR agarose ge1 e1ectrophoresis
2.1HA蛋白120-259受體結(jié)合區(qū)域隨機(jī)突變 庫(kù)容量計(jì)算1 μ1(共100 μ1)目的片段連接后體系為10 μ1,取2 μ1轉(zhuǎn)化,白斑陽(yáng)性克隆4088個(gè),陰性對(duì)照無(wú)陽(yáng)性克隆。隨機(jī)挑選20株測(cè)序,共有13株序列突變位點(diǎn)完全不同、7株沒(méi)有突變。突變率為65%。突變庫(kù)容量:陽(yáng)性克隆×突變率×轉(zhuǎn)化次數(shù)×總體積=4088×65% ×5×100=1.33×106(cfu/ 100 μ1)=1.33×107cfu/m1。
2.2重組質(zhì)粒的構(gòu)建 H7N9的HA基因與NA基因與pCDNA-RG連接,轉(zhuǎn)化大腸埃希菌JM109,挑取單菌落進(jìn)行PCR擴(kuò)增HA和NA序列。陽(yáng)性質(zhì)粒送TaKaRa公司測(cè)序,測(cè)序結(jié)果表明HA和NA序列均成功克隆到pCDNA-RG載體上。
2.3重組病毒拯救結(jié)果和雞胚擴(kuò)大培養(yǎng)血凝效價(jià)
轉(zhuǎn)染293T和MDCK細(xì)胞換成接種液培養(yǎng)72 h后,細(xì)胞出現(xiàn)明顯病變,細(xì)胞培養(yǎng)上清中rH7N9流感病毒血凝效價(jià)為1∶16;陽(yáng)性對(duì)照H1N1流感病毒的血凝效價(jià)為1∶64;陰性對(duì)照孔無(wú)細(xì)胞病變,細(xì)胞培養(yǎng)上清血凝效價(jià)為0。接種雞胚72 h后收集尿囊液,進(jìn)行血凝實(shí)驗(yàn),對(duì)照H1N1流感病毒血凝效價(jià)為1∶128、rH7N9流感病毒血凝效價(jià)為1∶64(如圖2)。
A:細(xì)胞上清的血凝效價(jià):C:空白;1:H1N1流感病毒;2-4:重組H7N9流感病毒;B:雞胚尿囊液的血凝效價(jià):1:H1N1流感病毒;2-4:重組H7N9流感病毒圖2 拯救病毒的血凝效價(jià)結(jié)果A:HA titer of ce11 supernatant;C:Contro1;1:HA titer of H1N1 inf1uenza virus;2-4:HA titer of rH7N9 inf1uenza virusB:HA titer of the chicken embryo a11antoic f1uid.;1 H1N1 inf1uenza virus;2-4:rH7N9 inf1uenza virusFig.2 Hemagg1utination titer of rescued inf1uenza virus
2.4噬斑試驗(yàn) 經(jīng)α2-3唾液酸酶處理的豚鼠血細(xì)胞篩選的 H7N9流感病毒經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后從10-1-10-5依次稀釋做噬斑試驗(yàn)(圖3),以此作先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)合適噬斑純化濃度。根據(jù)先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)選擇將病毒稀釋10-3來(lái)進(jìn)行噬斑純化。
行:1-3:均為rH7N9禽流感病毒列:從左至右H7N9流感病毒稀釋倍數(shù)依次為10-1,10-2,10-3,10-4,10-5圖3 rH7N9流感病毒空斑實(shí)驗(yàn)結(jié)果Line:1-3:A11 are rH7N9 inf1enza virus;Co1umn:From 1eft to right seria1 10-fo1d di1utions of rH7N9 inf1enza virus:10-1,10-2,10-3,10-4,10-5Fig.3 P1aque assay of rH7N9 inf1enza virus
表1 測(cè)序結(jié)果突變分析Tab.1 Mutation ana1ysis of the sequencing resu1ts
圖4 各流感病毒分離株的受體結(jié)合特性Fig.4 Characterization of the receptor-binding properties of iso1ated viruses
圖5 H7N9流感病毒分離株的體外增殖曲線Fig.5 In vitro pro1iferation curve of iso1ated H7N9 inf1uenza viruses
2.5噬斑純化試驗(yàn)及序列測(cè)定 經(jīng)噬斑純化試驗(yàn),共分離到15株rH7N9流感病毒。分別提取15株rH7N9病毒總RNA,RT-PCR擴(kuò)增HA基因并進(jìn)行序列測(cè)定。rH7N9與A/Shenzhen/1/2013(H7N9)流感病毒的HA基因序列比對(duì),發(fā)現(xiàn)有14株rH7N9發(fā)生突變。具體突變位點(diǎn)如表1。其中第1、2、3、4、5、6株rH7N9 HA基因突變類型一致,為S194P和 A435S;第7株沒(méi)有突變;第8株rH7N9 HA基因突變位點(diǎn)為,I126V;第 9、10、11、12、13、14、15株rH7N9 HA基因突變類型一致,為D127V、S136G和A169T;總共得到3種類型的突變株,NCBI上分析發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有毒株中均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些突變株的存在。
2.6糖苷固相受體結(jié)合試驗(yàn) 對(duì)篩選得到的3種類型的H7N9流感病毒突變株以及H7N9未突變株分別做固相受體結(jié)合試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4:與H7N9未突變株相比,I126V突變株對(duì)α-2,6唾液酸受體和α-2,3唾液酸受體的結(jié)合能力影響不大。S194P/A435突變株與D127V/S136G/A169T突變株均增強(qiáng)了對(duì)α-2,6唾液酸受體結(jié)合能力,而且D127V/S136G/A169T突變株的對(duì)α-2,6唾液酸受體結(jié)合能力要大于對(duì)α-2,3唾液酸受體結(jié)合能力。
2.7病毒繁殖動(dòng)力學(xué)試驗(yàn) 對(duì)3株突變株H7N9 與rH7N9陽(yáng)性株分別做繁殖動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在前4 d,3株突變株的體外復(fù)制能力均 >rH7N9。D127V/S136G/A169T毒株的體外復(fù)制能力要高于其他毒株。5天后,病毒滴度均趨于平穩(wěn)狀態(tài)。研究結(jié)果說(shuō)明受體結(jié)合區(qū)域的突變會(huì)影響病毒的體外增殖,我們篩選的3株H7N9初期均在一定程度上提高病毒的體外復(fù)制能力,后期僅D127V/S136G/ A169T突變株提高了病毒的體外復(fù)制能力。
已有研究發(fā)現(xiàn)新的H7N9禽流感病毒HA基因具有226L哺乳動(dòng)物易感標(biāo)記,且PB1基因的627位點(diǎn)為賴氨酸,通常E627K為PB2蛋白的重要毒力改變位點(diǎn),PB1-F2羧基端的L62、R75、R79、L82四個(gè)位點(diǎn),使得禽流感病毒具有高致病力的特征[7-8]。且體外受體結(jié)合實(shí)驗(yàn)表明,該病毒對(duì)Saα2-6Ga1和Saα2-3Ga1受體均能結(jié)合,與Saα2-3Ga1受體結(jié)合能力大于Saα2-6Ga1受體[9]。目前還未發(fā)現(xiàn)人傳人的案例,該病毒對(duì)人類來(lái)說(shuō)還是新型的病毒,人體還沒(méi)有對(duì)其產(chǎn)生有效的免疫體制[10]。2011年Yoshihiro Kawaoka等通過(guò)對(duì)H5N1禽流感病毒的HA(氨基酸位點(diǎn)120-259)受體結(jié)合區(qū)域隨機(jī)突變,逐步發(fā)現(xiàn)HA基因序列上某些氨基酸位點(diǎn)的改變,不但能夠增強(qiáng)H5N1禽流感病毒與Saα2-6Ga1受體的結(jié)合能力,還能夠使流感病毒在雪貂模型中有效傳播[3]。基于此,通過(guò)對(duì)H7N9流感病毒的HA頭部受體結(jié)合區(qū)域進(jìn)行隨機(jī)突變,構(gòu)建H7N9流感病毒突變病毒庫(kù)。
豚鼠血細(xì)胞表面具有Saα2-6Ga1受體和Saα2-3Ga1受體,Saα2-6Ga1受體要遠(yuǎn)多于Saα2-3Ga1受體[11]。本研究用過(guò)量的α2-3唾液酸酶處理掉豚鼠血細(xì)胞表面Saα2-3Ga1受體,使豚鼠血細(xì)胞僅具有Saα2-6Ga1受體,進(jìn)而用該處理的紅細(xì)胞進(jìn)行篩選與Saα2-6Ga1受體特異性結(jié)合的H7N9流感病毒。本研究共篩選4株,一株是沒(méi)有突變的毒株,這點(diǎn)與病毒本身能與α2-6Ga1受體結(jié)合相一致。測(cè)序結(jié)果顯示突變位點(diǎn)多數(shù)在HA受體結(jié)合部位,也有部分突變?cè)谄渌稽c(diǎn),這可能是病毒為能更好的適應(yīng)相應(yīng)的突變體系而做出的自身突變。本研究初步篩選3株對(duì)α-2,6受體結(jié)合特異性的H7N9流感病毒,且S194P/A435S突變株與D127V/S136G/A169T突變株均在體外水平上增強(qiáng)了對(duì)α2-6Ga1受體結(jié)合能力。D127V/S136G/A169T突變株的體外增殖能力也有一定提高,下一步我們可以通過(guò)雪貂模型實(shí)驗(yàn)研究突變株的體內(nèi)感染動(dòng)力學(xué)和有效傳播,從HA 3D結(jié)構(gòu)生物學(xué),膜融合PH依賴實(shí)驗(yàn)和溫度耐受實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步研究突變體對(duì)α2-6Ga1受體結(jié)合特異性的分子機(jī)制。
本研究提供了初步篩選α-2,6受體結(jié)合特異性的H7N9流感病毒的平臺(tái),有助于了解某些位點(diǎn)的改變會(huì)增加病毒與人受體結(jié)合的能力,提高我們對(duì)H7N9禽流感病毒變化的檢測(cè)能力,有助于我們應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的H7N9在人類傳染中的變化。
[1] Jernigan DB,Cox NJ.H7N9:preparing for the unexpected in inf1uenza.Annu Rev Med,2015,66:361-371.doi:10.1146/ annurev-med-010714-112311.Epub 2014 Oct 29.
[2] Shi Y,Zhang W,Wang F,et a1.Structures and receptor binding of hemagg1utinins fromhuman-infectingH7N9inf1uenzaviruses. Science,2013,342:243-247.doi:10.1126/science.1242917. Epub 2013 Sep 5.
[3] Imai M,Watanabe T,Hatta M,et a1.Experimenta1 adaptation of an inf1uenza H5 HA confers respiratory drop1et transmission to a reassortant H5 HA/H1N1 virus in ferrets.Nature,2012,486:420-428.doi:10.1038/nature10831.
[4] 連孟洋.流感病毒反向遺傳的RNA聚合酶I-II系統(tǒng)的構(gòu)建研究.廣州,暨南大學(xué)藥學(xué)院,2015,1-64.
[5] Hoffmann E,Neumann G,Kawaoka Y,Hobom G,Webster RG. A DNA transfection system for generation of inf1uenza A virus from eight p1asmids.P Nat1 Acad Sci USA,2000,97:6108-6113.doi:10.1073/pnas.100133697
[6] Li YT,Ko HY,Lee CC,et a1.Phenotypic and Genetic Characterization of Avian Inf1uenza H5N2 Viruses with Intra-and Inter-DuckVariationsinTaiwan.P1oSone,2015,10:e0133910.doi:10.1371/journa1.pone.0133910.eCo11ection 2015.
[7] Gao R,Cao B,Hu Y,et a1.Human infection with a nove1 avian-origin inf1uenza A(H7N9)virus.New Eng1 J Med,2013,368:1888-1897.doi:10.1056/NEJMoa1304459.
[8] 董方圓,王昕,彭博,等.深圳H7N9流感病毒PB1-F2基因分子特征.中華實(shí)驗(yàn)和臨床病毒學(xué)雜志,2015,29:493-497. doi:10.3760/cma.j.issn.1003-9279.2015.06.007.
[9] Ramos I,Krammer F,Hai R,et a1.H7N9 inf1uenza viruses interact preferentia11y with a1pha2,3-1inked sia1ic acids and bind weak1y to a1pha2,6-1inked sia1ic acids.J Gen Viro1,2013,94 (Pt 11):2417-2423.doi 10.1099/vir.0.056184-0
[10] Zhou J,Wang D,Gao R,et a1.Bio1ogica1 features of nove1 avian inf1uenza A(H7N9)virus.Nature,2013,499:500-503.doi:10.1038/nature12379.
[11] Ovsyannikova IG,White SJ,A1brecht RA,et a1.Turkey versus guinea pig red b1ood ce11s:hemagg1utination differences a1ter hemagg1utination inhibition responses against inf1uenza A/H1N1. Vira1immuno1,2014,27:174-178.doi:10.1089/vim. 2013.0111.Epub 2014 Apr 30.
Screening of H7N9 influenza virus with alpha 2,6 receptors bindin
g preference
Dong Fangyuan,Wang Xin,Ding Xiaoman,Peng Bo,Wu Weihua,Liu Hui,Geng Yijie,Zheng Qing,F(xiàn)ang Shisong Department of medicine,Jinan University,Guangzhou 510322,China(Dong FY,Zheng Q);Shenzhen Center for Disease Control and Prevention,Shenzhen 518055,China(Ding XM);School of Public Health,Sun Yat?sen University,Guangzhou 510322,China(Wang X,Peng B,Wu WH,Liu H,Geng YJ,F(xiàn)ang SS)
Fang Shisong,Email:szcdcssf@aliyun.com;Zheng Qing,Email:tzhengq@jnu. edu.cn
ObjectiveScreening of H7N9 inf1uenza virus with a1pha 2,6 receptors binding preference.Methods We introduced random mutations into the g1obu1ar head of A/Shenzhen/1/2013 (H7N9)HA.And then,to generate a reassortant H7N9 virus 1ibrary,p1asmids for the synthesis of the mutated HA gene and the unmodified NA gene of H7N9 were transfected into 293T and MDCK ce11s together with p1asmids for the synthesis of the six remaining vira1 genes of A/Puerto Rico/8/34(H1N1).We screened reassortant H7N9 inf1uenza virus by RBCs treated with α2-3Neuraminidase.Results We screened three strains of reassortant H7N9 inf1uenza virus with a1pha 2,6 receptors binding preference in this study. Mutation sites of three variants are I126V,S194P/A435S and D127V/S136G/A169T.Conclusion We successfu11y screen the reassortant H7N9 inf1uenza virus with a1pha 2,6 receptors binding preference from H7N9 virus 1ibrary.
H7N9 inf1uenza virus;Random mutagenesis;Reverse genetics
深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目(JCYJ20140410164811662)
房師松,Emai1:szcdcssf@a1iyun.com;鄭青,Emai1:tzhengq@jnu.edu.cn
10.3760/cma.j.issn.1003-9279.2016.02.004
2016-01-20)
中華實(shí)驗(yàn)和臨床病毒學(xué)雜志2016年2期