PERV在猪外周血白细胞DNA和组织mRNA中的表达及其差异性分析

为了解我国家猪猪内源性逆转录病毒(PERV)生物学的基本特征,为评价应用猪器官、组织、细胞进行猪-人间跨种移植的生物安全性提供理论基础.本文采用PCR方法调查12个家猪品系外周血白细胞DNA基因组PERV的生物学特征,并应用SS-SSCP、RFLP-PCR方法分析PERV基因片段的差异性及采用RT-PCR方法和半定量方法分析2个品系小型猪13种组织PERV表达的差异.结果表明12个品系猪外周血白细胞DNA基因组普遍存在PERV-A、-B基因序列,未发现单链构象多态性;部分品系猪PERV env基因序列片段存在限制性片段长度多态性.分析2个品系13种组织均表达PERV-A、-B、-C,肾、淋巴结、肝为高表达器官,胰腺和脑组织为低表达器官,PERV-C mRNA丰度明显低于PERV-A、-B mRNA.PERV env存在限制性片段长度多态性、PERVA存在碱基缺失和错配的现象,有可能在猪异种移植中构成PERV感染的潜在危险性,这是在猪异种移植过程中值得高度关注的问题.     

PERV病毒在异种移植中的感染风险及预防对策

猪与人体在器官结构、生理解剖上相似性高,被认为是最佳的异种移植供体,能够有效解决人类供体器官短缺的问题。猪内源性逆转录病毒(porcine endogenous retrovirus, PERV)是一种C型逆转录病毒,以一种前病毒DNA的形式整合在猪的细胞基因组中,随细胞染色体的复制而复制,无法通过无特定病原体(specific pathogen-free, SPF)培育消除,其在异种移植中具有潜在的感染风险。了解PERV的特性,探索PERV预防策略,将有助于猪作为异种移植供体在临床的应用。     

转基因猪异种器官移植应用前景

转基因猪能为人类提供可移植的异种器官,解决移植器官短缺的问题.但是,异种移植后产生的免疫排斥反应,主要包括超急性排斥反应和迟发性排斥反应,它们最终将导致移植物的致命损伤,是限制异种器官广泛应用的最大障碍.最近的一些研究,在克服免疫排斥方面已经取得了可喜的成果.作为异种器官供体,猪携带的内源性逆转录病毒也可能对人体产生潜在的威胁.迄今,还没有研究证明其不会感染人类机体.本文针对异种器官移植后的免疫排斥发生的机理,克服免疫排斥的方法以及逆转录病毒的潜在感染等方面进行了综述和讨论.     

猪耳皮肤成纤维细胞的培养

本研究以猪耳皮组织为材料,采用胰蛋白酶冷热处理结合法成功地分离和培养了猪耳皮肤成纤维细胞。此方法的细胞存活率相对于胰蛋白酶热处理法较高。传代细胞与原代细胞的形态和生长速度均相似。传代细胞未检测到凋亡现象。细胞已传至15代以上,染色体倍性正常,说明我们所建立的胰蛋白酶冷热处理结合法可以快速有效的分离和培养猪耳皮肤成纤维细胞,并且能稳定的进行传代培养。     

逆转录病毒介导人VEGF在兔皮肤成纤维细胞中的表达

A replication-deficient recombinant retrovirus containing the cDNA coding for human vascular endothelial growth factor (VEGF) was generated, and then infected rabbit primary skin fibroblasts. After selection with G418, the transduced colonies have the ability of producing VEGF. The integration and expression of VEGF in transduced cells were confirmed by Southern blot, PCR, Northern blot and RT-PCR assay. The VEGF secreted by transduced cells has strong bioactivity when assayed by endothelial proliferation and Miles vascular permeability assay. Thus, this study pave the way for future study of biological and physiological effect of VEGF in vivo.     

湖南沙子岭猪内源性逆转录病毒的研究

为评价从猪到人异种移植的生物安全性提供依据,从湖南沙子岭猪的保种群内随机采集31头个体的耳样组织,应用PCR和RT-PCR技术分别检测这些组织中内源性逆转录病毒（porcine endogenous retrovirus,PERV）的前病毒DNA和mRNA,并对PCR扩增的灵敏性进行评估。多组织RT-PCR检测3头沙子岭猪肾、心、肝、肺、脾 等组织中PERV的表达情况,了解其在各组织中的分布情况;最后,扩增、测序该猪种的env基因,结果用NCBI中的BLAST软件进行分析。PCR和RT-PCR结果表明,所检测的31头沙子岭猪均带有PERV前病毒DNA,耳样组织中均有PERV mRNA表达,其中有2头个体携带 env-A、env-B、env-C 3种囊膜蛋白基因,而其余的29头个体只带有env-A、env-B 两种囊膜蛋白基因,未检测到env-C基因。多组织RT-PCR扩增结果表明,3头沙子岭猪的肾、心、肝、肺、脾等组织中,pol、gag、env-A、env-B 基因均有表达,未检测到env-C基因表达。测序沙子岭猪的env基因,结果发现,沙子岭猪env-B 和env-C基因与其他猪种序列比较分别存在2 和10个碱基的差异,而env-A基因序列没有差异,说明不同的猪种之间 env基因存在多态性。以上结果表明,沙子岭猪种群携带PERV,其亚型主要以PERV-A,B为主;PERV在该猪种肾、心、肝、肺、脾等多种组织中的分布没有明显组织特异性,且93.5 % (29/31)个体表现为 env-C 基因缺失,提示沙子岭猪作为候选猪种可能在异种移植中具有较好的应用前景。     

水牛皮肤成纤维细胞的分离与体外培养

探讨水牛成纤维细胞的分离与传代培养方法。组织块培养法培养的成纤维细胞原代生长较慢,需12天左右方可汇合形成单层,而酶消化法培养的成纤维细胞原代生长相对生长快,仅需8天便可汇合形成单层。两种方法传代细胞的生长速度相似,仅需4-5天就可汇合形成单层。通过体细胞的核型分析发现,成纤维细胞在传代培养过程中的核型变化不大,66．67％～81．67％的细胞具有正常的二倍体核型,各代之间无显著差异。结果表明,水牛成纤维细胞均能稳定地进行传代培养。     

猪肝细胞和培养上清液中猪内源性逆转录病毒的检测

建立了猪肝细胞及其培养上清液中猪内源性逆转录病毒(PERV)的检测方法,探讨了其在猪肝细胞生物人工肝应用中的意义。以PERV gag基因为靶序列,选用特定的引物,PCR检测中国实验用小型猪肝细胞PERV前病毒DNA;RT-PCR检测猪、犬、大鼠以及HBV阳性病人血清和猪肝细胞培养6h、24h时的上清液PERV RNA,同时检测猪肝细胞猪线粒体DNA(mtDNA)。研究结果表明：检测5份中国实验用小型猪血清、肝细胞及培养猪肝细胞24h时的上清液PERV均为阳性,而5份培养猪肝细胞6h时的上清液、5份犬血清、5份大鼠血清和5份HBV阳性病人血清PERV检测结果均为阴性,猪肝细胞中均可检测到猪mtDNA。因此,中国实验用小型猪肝细胞携带PERV;PERV可释放到血清中;猪肝细胞培养24h后该病毒颗粒已释放到培养液中;PCR和RT-PCR方法检测PERV具有特异性强、简便的特点。     

猪作为异种器官移植供体的研究进展

异种器官移植是现代和未来医学的重要研究领域之一,转基因猪有望为人类提供移植所需的器官,本对猪作为异种器官移植供体的可能性,移植引起的免疫排斥反应及病毒感染等问题进行了综述和讨论。     

逆转录病毒介导人VEGF在兔皮肤成纤维细胞中的表达

本文以人VEGFcDNA为目的基因,构建成逆转录病毒质粒载体,并进一步包装成重组缺陷型逆转录病毒,以此感染原代兔皮肤成纤维细胞,经G418筛选,获得了具有分泌VEGF能力的抗性细胞克隆,经Southern、PCR、Northern、RT-PCR等检测,证实了外源基因已整合至原代兔皮肤成纤维细胞基因组中,无重排和产生野生型病毒之患。整合的VEGF可在修饰细胞中转录,经内皮细胞增殖实验和血管通透性实验证实其表达产物具有强大的生物活性。为进一步研究VEGF的生物学功能和生理效应提供有用的工具。     

应用RNA干扰沉默猪内源性反转录病毒

目的:尝试应用RNA干扰(RNAi)沉默猪源PK-15细胞中的猪内源性反转录病毒(PERV),并通过反转录酶活性及pol基因相对荧光定量PCR检测沉默效果。方法:依据GenBank公布的PERV pol基因序列,采用Invitro-gen公司的BLOCK-iT RNAi Designer软件设计Stealth小干扰RNA(siRNA)序列;将合成的siRNA转染PK-15细胞,72 h后检测细胞上清PERV反转录酶活性及细胞内pol基因拷贝数并评价沉默效果。结果:反转录酶活性及pol基因拷贝数检测结果表明,设计的3条Stealth siRNA序列中,位于pol基因3272～3296 bp的序列能有效沉默PERV。结论:RNAi方法可有效使猪源PK-15细胞中的PERV沉默,为进一步研究天然抗病毒分子与PERV的相互作用提供了实验基础,同时也为猪源异种移植研究中去除PERV提供了一种可供尝试的方法。     

猪内源性反转录病毒囊膜基因env真核表达质粒的构建及鉴定

目的:构建猪内源性反转录病毒(PERV)囊膜基因env的真核表达质粒pHCMV-env并加以鉴定,为研究PERV的细胞嗜性和宿主范围奠定基础。方法:用RT-PCR方法扩增五指山猪来源PERV的env基因,将其插入pGEM-T easy载体中,构建重组质粒pGEM-T-env,酶切鉴定正确后,将pGEM-T-env与pHCMV-VSV-G表达质粒同时经EcoRⅠ酶切消化后连接,构建重组表达质粒pHCMV-env,并进行酶切、测序鉴定;将鉴定正确的质粒pHCMV-env转染HEK293T细胞,采用PCR、RT-PCR检测转染后env基因的整合和转录情况。结果:扩增得到五指山猪来源PERV的env基因,并构建了pHCMV-env真核表达质粒,转染HEK293T细胞系后,该细胞系中有目的基因的整合和转录。结论:构建了真核表达质粒pHCMV-env,并且在HEK293T细胞中能够整合并转录,为研究PERV的细胞嗜性和宿主范围奠定了基础。     

Presence of dUTPase in the Various Human Endogenous Retrovirus K (HERV-K) Families

Various retroviruses have been shown to encode dUTPase. The overall phylogeny of dUTPase is unclear, though. The human genome contains a significant amount of human endogenous retroviruses (HERV) representing fossilized sequences of ancient exogenous retroviruses. A few HERV families have been reported to harbor dUTPase domains. We surveyed the various HERV families for the presence of dUTPase and found that ancestors of all HERV-K families but one encoded dUTPase. With two exceptions phylogenetic analysis shows a monophyletic origin of dUTPase for the different HERV-K dUTPases. Sequences of consensus dUTPase domains suggest that the various exogenous ancestors of HERV-K once encoded active enzymes. Our analysis provides informations on dUTPase phylogeny and further shows that endogenous retroviruses provide important informations regarding retrovirus evolution.     

Haplotype Analysis of the Human Endogenous Retrovirus Locus HERV-K(HML-2.HOM) and Its Evolutionary Implications

We and others recently identified an almost-intact human endogenous retrovirus (HERV), termed HERV-K(HML-2.HOM), that is usually organized as a tandem provirus. Studies on HERV proviral loci commonly rely on the analysis of single alleles being taken as representative for a locus. We investigated the frequency of HERV-K(HML-2.HOM) single and tandem alleles in various human populations. Our analysis revealed that another HERV-K(HML-2) locus, the so-called HERV-K(II) provirus, is also present as a tandem provirus allele in the human population. Proviral tandem formations were identified in various nonhuman primate species. We furthermore examined single nucleotide polymorphisms (SNPs) within the HERV-K(HML-2.HOM) proviral gag, prt, and pol genes, which all result in nonsense mutations. We identified four proviral haplotypes displaying different combinations of gag, prt, and pol SNPs. Haplotypes harboring completely intact proviral genes were not found. For the left provirus of the tandem arrangement a haplotype displaying intact gag and prt genes and a mutated pol was found in about two-thirds of individuals from different ethnogeographic origins. The same haplotype was always found in the right provirus. The various haplotypes point toward multiple recombination events between HERV-K(HML-2.HOM) proviruses. Based on these findings we derive a model for the evolution of the proviral locus since germ line integration. [Reviewing Editor : Dr. Martin Kreitman]     

猪内源性反转录病毒在中国实验小型猪中的存在与表达

目的对中国实验小型猪中内源性反转录病毒的存在与mRNA的表达进行检测,摸清中国实验小型猪中内源性反转录病毒的携带情况.方法根据已发表的PERV的序列设计并合成了三对引物,分别用于检测PERV核心蛋白基因(gag)、多聚酶基因(pol)及囊膜基因(env)的存在与表达;同时,根据目前通用的env基因分型方法合成了三对用于分型检测的引物env-A、env-B、env-C.应用PCR、RT-PCR扩增的方法,对来自于中国实验小型猪外周血淋巴细胞的DNA和RNA样品进行了检测.结果在6个被检DNA样品中均检出了PERV特异性DNA的存在;同样,在被检RNA样品中均有PERV特异性RNA的表达,且所表达的PERV均为A型和B型,在所有样品中均未检出C型PERV的表达.结论初步表明中国实验小型猪中存在内源性反转录病毒序列,且能以mRNA的形式表达,这一结果为我国特有小型猪的开发、利用及其病毒安全性评价奠定了基础.     

Expression of Endogenous Retrovirus ev/J gp85 Gene and Analysis of Its Immunoreactivity in Comparison with Exogenous Viral Protein

The envelope gene gp85 of ev/J,a new family of endogenous avian retroviral sequences identified recently, has the most extensive nucleotide sequence identity ever described with ALV-J avian ieukosis virus. This report described expression of ev/J envelope gene gp85 derived from commercial meat-type chicken using the Invitrogen Bac-to-Bac baculovirus expression system. The antigenicity and immunoreactivity of the recombinant endogenous gp85 gene product (SU) were analyzed by indirect immunofluorescence, Western blot, indirect and blocking Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA) using JE9 monoclonal antibody (MAb) against the envelope protein of ALV-J (ADOL-4817), positive mouse antiserum against the ev/J gp85 SU and sera from chicken naturally infected with ALV-J. The results showed that the ev/J gp85 SU can bind specifically to JE9 MAb and antiserum from chicken naturally infected with ALV-J, and the binding reactivity between exogenous ALV-J gp85 SU and natural positive chicken serum against exogenous ALV-J can be blocked by positive mouse serum against the ev/J gp85 SU. It is concluded that recombinant endogenous gp85 gene product (SU) has close immunological relatedness to the envelope protein of exogenous ALV-J (ADOL-4817 and IMC<,10200> strain).     

内源性逆转录病毒长末端重复序列在嗜酸性粒细胞增多症的基因表达及核苷酸序列分析

探索人内源性逆转录病毒长末端重复序列(LTR)基因及表达与嗜酸性粒细胞增多症发生的关系。PCR法检测嗜酸性粒细胞增多症患者外周血中内源性逆转录病毒长末端重复序列基因,RT-PCR法检测内源性逆转录病毒基因表达。变性高效液相分析和序列测定LTR片段核苷酸序列,对不同株基因序列作同源性的比较分析。PCR结果显示:20例嗜酸性粒细胞增多症患者细胞中均获得内源性逆转录病毒长末端重复序列扩增产物,嗜酸性粒细胞增多症组中长末端重复序列基因有高的表达,而正常人表达为阴性。与HERV-K家族LTR基因相应区域核苷酸序列比较;嗜酸性粒细胞增多组长末端重复序列U3、R、U5区同源性分析有核苷酸的改变,与淋巴瘤对照比较没有大片段的缺失。人类基因组中普遍存在逆转录病毒长末端重复序列。正常人和嗜酸性粒细胞增多症患者中长末端重复序列有不同程度核苷酸碱基的变异,但是,二者比较,这种改变与嗜酸性粒细胞的增多没有明显的相关性。在嗜酸性粒细胞增多症患者中有高的基因表达而正常人中没有可检出的病毒基因的表达,嗜酸粒细胞的增多可能与逆转录病毒基因表达水平有关,其诱导嗜酸粒细胞增多的机制需进一步的研究。     

Transcriptome Analyses Implicate Endogenous Retroviruses Involved in the Host Antiviral Immune System through the Interferon Pathway

Virologica Sinica - Human endogenous retroviruses (HERVs) are the remains of ancient retroviruses that invaded our ancestors’ germline cell and were integrated into the genome. The expression...