肠道病毒71型分子流行病学研究进展

肠道病毒71型(Enterovirus type71,EV71),自1974年首次报道以来,在世界范围内引起多次爆发与流行[1].EV71感染主要引起患者手足口病(hand,foot and mouth disease,HFMD),在临床上与柯萨奇病毒A16(Coxsakie A16,CA16)感染所引起的手足口病难以区别,但EV71还能够引起多种与神经系统相关的疾病[2].近年来,EV71病毒的流行在亚太地区呈上升趋势[3～5],其中最令人关注的是在该地区的EV71感染引起越来越严重的中枢神经系统症状.     

亚病毒——病毒学的一个新分支

1971年美国的Diener发现马铃薯纺锤形块茎病是由分子量仅为1.2×10~5的、具有很高碱基配对的单链环状RNA引起的,称谓“类病毒” (Viroid)。这一发现揭示了自然界存在着比病毒更简单的病原物。后来在许多经济植物上不断报道新的类病毒,在澳大利亚又发现,类似类病毒的环状RNA还能与类似病毒的线状大RNA共同包被于线状RNA编码的外     

肠道病毒71型感染对细胞内钙离子分布的影响

利用流式细胞技术和激光共聚焦显微镜技术观察EV71感染前后,细胞内钙离子分布变化情况。细胞感染EV71后,细胞内质网内钙离子浓度显著降低,细胞质及线粒体内钙离子浓度显著升高。 EV71的感染能够引起宿主细胞内钙离子的分布变化,这种变化可能会调节病毒与宿主细胞间的一系列相互作用。     

miR373和miR542-5p调控肠道病毒71型在人横纹肌肉瘤细胞中的复制

研究发现microRNAs(miRNAs)可以参与调控病毒在宿主细胞内感染和复制的过程。为了揭示miRNAs是否参与肠道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)的感染与复制,研究了miRNAs对EV71病毒在宿主细胞内复制的影响。构建miRNAs靶基因筛选系统,在双荧光素酶报告体系的pMIR载体插入病毒基因,如果插入的基因序列能被细胞内的miRNAs靶向调控,报告基因的表达将发生变化。实验发现EV71病毒5′-UTR基因可能是miRNAs的作用靶标。随后利用miRNAs在线分析软件预测并验证可能作用于5′-UTR基因片段的miRNAs。为了研究miRNAs分子对5′-UTR基因的调控作用是否可以体现在EV71病毒的复制过程中,在人横纹肌肉瘤(Rhabdomyosarcoma,RD)细胞中转染miRNAs mimics,利用Western blotting和real-time PCR实验检验EV71病毒的复制和表达情况。实验结果表明,miR373和miR542-5p可以通过作用于EV71病毒5′-UTR基因从而抑制病毒在RD细胞中的复制和表达。细胞内miR373和miR542-5p可以调控EV71在宿主细胞中的复制过程。研究EV71病毒与宿主miRNAs的相互作用机制为进一步阐明EV71病毒感染与复制机理奠定了基础。     

反义RNA寡核苷酸及其与脂质体的复合物对于乙型肝炎病毒的抑制

我们设计合成了特异性靶向乙型肝炎病毒(HBV)mRNA的反义RNA寡核苷酸P-2987、X-60和X-519.在瞬时转染pHBV1.3质粒(含有1.3拷贝的HBV基因组)的HepG2细胞和整合了HBV基因组的HepG2.2.15细胞中,转染2μmol/L的反义RNA寡核苷酸,ELISA和实时定量PCR结果表明,这3条寡核苷酸可以明显抑制HBV的复制和抗原表达.在HBV转基因鼠中,尾静脉注射反义RNA寡核苷酸,结果表明,肝脏中HBV的复制得到了抑制,但是血清中抗原含量和HBV DNA拷贝数没有明显变化.反义RNA寡核苷酸X-519与脂质体的复合物可以增强其对于HBV在肝脏中复制的抑制作用.在通过高压尾静脉注射pHBV1.3质粒建立的HBV急性感染模型中,反义RNA寡核苷酸X-519可以显著地抑制HBV在肝脏中的复制以及降低血清中病毒抗原水平和DNA拷贝数.上述实验结果说明,X-519及其与脂质体的复合物对于HBV的复制和抗原表达起到明显的抑制作用,可能作为一种潜在的针对HBV的基因治疗药物.     

肠道病毒71型SHZH03株VP1基因的进化分析

构建了肠道病毒71型（EV71）中国（深圳）分离株SHZH03全基因组的8个相互重叠的克隆,对其全基因组7406bp的核苷酸进行序列测定,利用DNA—Star软件分析外壳蛋白基因VP1的遗传进化。结果表明,SHZH03和SHZH98与亚洲流行株中的台湾1998年流行株、日本1999年流行株的遗传距离较近,而与新加坡2000年和2001年流行株的遗传距离较远;SHZH03株与一些欧洲流行株有较大的差异。以上结果说明我国深圳地区流行的肠道病毒71型有可能来源于台湾1998年的EV71大规模流行时的毒株。     

FIV gp40七肽重复区基因的克隆表达及其产物的纯化

本研究利用Leam Coil-VMF程序预测到FIV Env蛋白gp40存在两个七肽重复区(Heptad repeat,HR1和HR2),对包括HR1和HR2在内的部分gp40胞外区基因(称为HRI-HR2)进行了人工合成,以此基因为模板获得了HR1和HR2基因的扩增产物,同时构建了用氨基酸连接子SGGRGG将HR1和HR2连接起来的串联基因(即HRIlinkerHR2,命名为2-Helix),采用人肠杆菌GST融合表达系统对HR1、HR2和2-Helix蛋白进行了表达,并对2-Helix进行了纯化。同时利用凝胶过滤层析证明2-Helix在PBS缓冲系统中以寡聚体的形式存在。     

小鼠热休克蛋白gp96羧基端片段的克隆、表达及纯化

热休克蛋白(Heat shock protein)gp96(Grp94)是近年来新发现的一类糖蛋白,除了分子伴侣的功能外,现有越来越多的献报道了它在先天性免疫和获得性免疫中的重要作用。gp96可以促进抗原呈递细胞的成熟以及细胞因子的分泌。热休克蛋白抗原肽复合体可以引起特异性的细胞毒T淋巴细胞效应,应用这个特点可以设计抗病毒及抗肿瘤药物。但是gp96全长分子量大,蛋白在大肠杆菌中表达量低,不稳定,难纯化。组织提取的gp96又受组织来源和样品量的限制。对gp96的结构和功能的研究带来困难。克隆并表达了小鼠热休克蛋白gp96的羧基端560．751aa约四分之一长的功能片段,该段包含gp96的一个肽结合区和二聚化位点。将该功能片段在大肠杆菌中进行融合表达,纯化后将融合的片段切掉,并对目的片段进行了分析,结果表明该段可能是形成二聚体密切相关的片段,为进一步研究其结构和功能打下基础。     

烟草花叶病毒运动蛋白cDNA的克隆及融合蛋白的表达

从烟草花叶病毒(TMV)中提取总RNA,通过反转录PCR (RTPCR) 扩增得到其运动蛋白(MP)的基因,将扩增产物克隆到pMD18T载体上。DNA序列分析表明,所得到的运动蛋白的基因全长为807bp (GenBank接受号AY300161), 与已发表TMV序列（GenBank登陆号为NC-001367）和同属的番茄花叶病毒（ToMV, GenBank登陆号为NC-002692相比核苷酸的同源性分别为98.0％和80.9％,氨基酸的同源性分别为99.1％和80.0％。 将目的片段亚克隆到表达载体pET30a上,并在大肠杆菌JM109中诱导表达,诱导9h 后,融合蛋白表达量最大。诱导后的工程菌超声后经SDSPAGE检测,融合蛋白以可溶形式存在。     

细胞内表达的小干扰RNA靶向丙肝病毒5’保守区的研究

将丙型肝炎病毒(HCV)基因组的5’非编码区(5’UTR)插入到报告基因绿色荧光蛋白(eGFP)和荧光素酶(luciferase)的上游,并构建基于Ⅲ型启动子的表达载体,这种载体能产生针对HCV5’UTR的小干扰RNA。然后将含有HCV5’UTR的eGFP／luciferase和能产生小干扰RNA的质粒共转染入Hela细胞,通过测定细胞发出的荧光和化学发光强弱来观测抑制效果。实验结果表明,与HCV5’UTR特异性小干扰RNA表达质粒共转染的细胞无论从定性还是从定量上所测得的荧光和化学发光强度都明显低于阴性对照,且细胞密度经核染色与对照组无明显区别。这揭示了小干扰RNA确实能引起HCV特异基因如5’UTR的沉默,且转染进去的小干扰RNA表达质粒对细胞没有毒害作用。这一工作是通过载体直接在细胞内表达小干扰RNA(siRNA)而不是化学合成的,可以使小干扰RNA在细胞内得到稳定表达,因此本研究设计的siRNA表达载体不仅可以有效沉默HCV5’UTR,而且该系统可以灵敏地筛选更有效的针对HCV的siRNA,因而这一结果为研究利用RNA干扰进行基因治疗HCV感染做了初步探索。