高 飛,曲澤慧,姜一峰,李麗薇,虞凌雪,周艷君,楊 莘,夏天奇,鄭海紅,童光志
(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所,上海 200241;2. 江蘇省動(dòng)物重要疫病與人獸共患病防控協(xié)同創(chuàng)新中心,揚(yáng)州 225009)
·研究論文·
重組豬瘟病毒C株E2蛋白的豬繁殖與呼吸綜合征病毒的構(gòu)建及鑒定
高 飛1,2,曲澤慧1,姜一峰1,2,李麗薇1,虞凌雪1,周艷君1,楊 莘1,夏天奇1,鄭海紅1,童光志1,2
(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所,上海 200241;2. 江蘇省動(dòng)物重要疫病與人獸共患病防控協(xié)同創(chuàng)新中心,揚(yáng)州 225009)
本研究在豬繁殖與呼吸綜合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)弱毒株(HuN4-F112)感染性克隆的基礎(chǔ)上,在其基因組ORF1b和ORF2之間插入(classical swine fever,CSF)疫苗毒C株的E2基因,并在E2基因3'端下游插入PRRSV的轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列6(transcription regulatory sequence 6,TRS6),構(gòu)建成重組全長(zhǎng)感染性克?。╬A-C-E2)。用Swa I線性化該質(zhì)粒,并體外轉(zhuǎn)錄后,將RNA轉(zhuǎn)染MARC-145細(xì)胞并傳代1次,即可拯救出重組病毒vA-C-E2,在至少20代的傳代過(guò)程中能夠保持遺傳穩(wěn)定性。重組病毒與親本病毒vHuN4-F112在病毒滴度、空斑形態(tài)、蛋白表達(dá)等方面沒(méi)有明顯差異;多步生長(zhǎng)曲線結(jié)果顯示,該重組病毒與親本毒具有相似的生長(zhǎng)特性。間接免疫熒光(indirect immunofl uorescence,IFA )結(jié)果顯示,重組病毒不僅能夠表達(dá)PRRSV N蛋白,也可以表達(dá)豬瘟病毒E2蛋白。本研究結(jié)果為研制CSF和PRRS新型基因重組疫苗奠定了堅(jiān)實(shí)物質(zhì)基礎(chǔ)。
豬繁殖與呼吸綜合征病毒;豬瘟病毒;重組病毒;E2蛋白
豬繁殖與呼吸綜合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)屬于套式病毒目、動(dòng)脈炎病毒科、動(dòng)脈炎病毒屬,同屬的成員還包括馬動(dòng)脈炎病毒(Equine arteritis virus,EAV)、猴出血熱病毒(Simian hemorrhagic fever virus,SHFV)、鼠乳酸脫氫酶升高癥病毒(Lactate dehydrogenase elevating virus,LDV)[1,2]。PRRSV給全世界養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。中國(guó)自2006年爆發(fā)高致病性豬繁殖與呼吸綜合征(highlypathogenic PRRS, HP-PRRS)之后[3-5],該病一直在我國(guó)豬場(chǎng)中肆虐,區(qū)域性的爆發(fā)時(shí)有發(fā)生。PRRSV基因組為單股正鏈RNA,5'端有5'非翻譯區(qū)(5' UTR)和5'帽結(jié)構(gòu),3'端有3'非翻譯區(qū)(3' UTR)和3' poly(A)尾,編碼至少10個(gè)讀碼框(open reading frames,ORFs)[1,6]。與其他套式病毒目成員一樣,PRRSV也采用非連續(xù)性轉(zhuǎn)錄的方式轉(zhuǎn)錄出一系列具有5'和3'共末端的亞基因組mRNA(subgenomic mRNA,sg mRNA),用以翻譯結(jié)構(gòu)蛋白GP2a、2b、3、4、5a、5、M和N。在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)控作用的順式作用元件為病毒的轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列(transcription regulatory sequence,TRS),通過(guò)位于5'UTR中的Leader TRS和下游基因編碼區(qū)中的Body TRS的互補(bǔ)配對(duì),發(fā)揮其調(diào)控作用[6]。由于PRRSV中RNA依賴(lài)的RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase,RdRp)的自我糾錯(cuò)能力差以及RNA重組的頻繁發(fā)生,PRRSV具有易突變的特性[1]。目前,利用反向遺傳操作系統(tǒng)研究PRRSV病毒分子病毒學(xué),尤其是病毒變異以及致病性對(duì)于能夠有效防控PRRS變得越來(lái)越迫切。另一方面,基于反向遺傳操作技術(shù),PRRSV基因組也可以被用作外源基因表達(dá)的載體。病毒基因組ORF7、Nsp2、ORF1b和ORF2的基因間區(qū),ORF7和3'UTR的基因間區(qū)都曾被用作外源基因插入的位點(diǎn)。插入的基因包括流感的血凝素抗原(hemagglutinin,HA)、綠色熒光蛋白(green fluorescence protein,GFP)、PCV2的衣殼蛋白(Capsid)[7-11]。然而,單純?nèi)诤贤庠椿驑?gòu)建的重組病毒通常并不具備遺傳穩(wěn)定性,在連續(xù)的細(xì)胞傳代過(guò)程中會(huì)丟失一部分外源基因的編碼序列或者發(fā)生堿基突變。但是如果將外源基因置于TRS控制下,使其作為一個(gè)新的亞基因組進(jìn)行轉(zhuǎn)錄及之后的表達(dá),由此構(gòu)建的突變病毒則具有遺傳穩(wěn)定性[8,10]。PRRSV基因組具有很多重疊的基因編碼區(qū),這些重疊區(qū)對(duì)于外源基因的插入表達(dá)造成一定的困難。有研究通過(guò)反向遺傳操作將重疊區(qū)拉開(kāi),但所獲得的病毒在病毒滴度、空斑形態(tài)等病毒學(xué)特性上與親本毒有差異[12]。因此,插入位點(diǎn)的選擇至關(guān)重要。在2型PRRSV基因組中,ORF1b/ORF2、ORF4/ORF5這兩個(gè)位點(diǎn)的相鄰基因編碼區(qū)是有間隔的,成為外源基因插入的較好選擇[8,12]。
豬瘟(classical swine fever,CSF)也是臨床上嚴(yán)重威脅養(yǎng)豬業(yè)的一種嚴(yán)重的接觸性傳染病,造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。其病原豬瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)的囊膜糖蛋白E2(gp55)是一種重要的保護(hù)性抗原,具有高度的免疫原性,可以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生高水平的中和抗體[13]。目前已被批準(zhǔn)生產(chǎn)的豬瘟標(biāo)記疫苗是Advasure(Pfizer,UK)和Porcilis Pesti(ntervet,the Netherlands),二者均是以豬瘟病毒E2蛋白為基礎(chǔ)研發(fā)的亞單位疫苗。臨床上,PRRSV和CSFV兩種疫苗均被廣泛應(yīng)用于豬場(chǎng)免疫中,但是由于二者免疫反應(yīng)的相互干擾,很難獲得較好的免疫效果。因此,通過(guò)反向遺傳操作技術(shù),研發(fā)一種新型基因工程重組疫苗,使其能夠同時(shí)對(duì)兩種病原產(chǎn)生免疫反應(yīng)變得至關(guān)重要。
基于以上研究背景,在高致病性豬繁殖與呼吸綜合征病毒細(xì)胞致弱疫苗株vHuN4-F112[5,14]感染性克隆基礎(chǔ)上,插入CSFV疫苗株C株的E2蛋白基因,獲得能夠穩(wěn)定表達(dá)豬瘟C株E2蛋白的重組PRRSV,對(duì)其進(jìn)行一系列病毒學(xué)特性分析及遺傳穩(wěn)定性檢測(cè),并在病毒復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯水平對(duì)其與親本病毒進(jìn)行比較分析,初步評(píng)估其作為疫苗候選株的可行性。
1.1 材料
1.1.1 細(xì)胞與病毒 非洲綠猴腎細(xì)胞(MARC-145)由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所豬病實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱(chēng)本實(shí)驗(yàn)室)保存;高致病性豬繁殖與呼吸綜合征病毒(GenBank登錄號(hào):EF635006)的細(xì)胞傳代致弱株vHuN4-F112[5,14]在本實(shí)驗(yàn)室中作為親本病毒對(duì)照與嵌合突變病毒作比較;文中所用到的豬瘟病毒C株來(lái)源于豬瘟弱毒疫苗株[13](GenBank登錄號(hào):AF091507)。
1.1.2 試劑 限制性內(nèi)切酶購(gòu)自NEB和TaKaRa公司;TOP10感受態(tài)細(xì)胞購(gòu)自TIANGEN公司;化學(xué)轉(zhuǎn)染試劑DMRIE-C試劑購(gòu)自Invitrogen公司;突變PCR用聚合酶為pfu II DNA Polymerase購(gòu)自Strategene公司;OPTI-MEM購(gòu)自Invitrogen公司;RT-PCR反轉(zhuǎn)錄酶為AMV購(gòu)自TaKaRa公司;PRRSV的N蛋白的單抗由本實(shí)驗(yàn)室保存;CSFV E2蛋白的單抗由中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所王琴研究員惠贈(zèng);熒光二抗Alexa Fluor 488/568-labeled goat anti-mouse IgG(H+L)購(gòu)自Invitrogen公司。
1.1.3 主要儀器 超凈工作臺(tái)為上海三超凈化設(shè)備有限公司產(chǎn)品;DNA Thermal Cycler480 PCR儀為美國(guó)PERKIN ELMER公司產(chǎn)品;恒溫培養(yǎng)搖床(型號(hào)THZ-C)為江蘇太倉(cāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠產(chǎn)品;恒溫培養(yǎng)箱為上海醫(yī)療器械七廠產(chǎn)品;水平電泳儀(型號(hào)DY-a)為上??颠_(dá)電子儀器廠產(chǎn)品;熒光倒置顯微鏡為Olympas公司產(chǎn)品;離心機(jī)(型號(hào)5415D)為Eppendorf公司產(chǎn)品。
1.2 方法
1.2.1 重組質(zhì)粒構(gòu)建 高致病性PRRSV細(xì)胞傳代致弱株感染性克隆pHuN4-F112由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所豬病室構(gòu)建和保存。通過(guò)SOE PCR的方法獲得重組豬瘟病毒C株的E2蛋白基因的PRRSV突變片段,其中一個(gè)模板為從豬瘟疫苗毒中抽提的病毒RNA?;厥找院笥肁sc I 和EcoR V雙酶切,酶切回收產(chǎn)物通過(guò)T4連接酶連接至經(jīng)同樣雙酶切的pHuN4-F112,由此構(gòu)建全長(zhǎng)突變克隆pA-C-E2。用Asc I和EcoR V對(duì) pA-C-E2進(jìn)行雙酶切鑒定,檢驗(yàn)其在ORF1b和ORF2之間是否成功插入豬瘟病毒C株的E2蛋白基因。本文中所用到的引物見(jiàn)表1,構(gòu)建方法示意圖見(jiàn)圖1。
1.2.2 病毒拯救及純化傳代 待六孔板的MARC-145細(xì)胞長(zhǎng)到密度大約80%時(shí),用DMRIE-C轉(zhuǎn)染試劑(Ambion,Austin,TX)以等量(2 μg)pA-C-E2和pHuN4-F112的體外轉(zhuǎn)錄RNA轉(zhuǎn)染MARC-145細(xì)胞[14],在5%CO2、37℃溫箱中培養(yǎng),轉(zhuǎn)染72 h后,收集上清,作為初次拯救的第一代病毒,命名為vAC-E2,標(biāo)記為P1并接種于MARC-145細(xì)胞,每天觀察細(xì)胞病變(cytopathic effect,CPE)。當(dāng)出現(xiàn)80%的病變時(shí),收集上清并保存于-80℃,作為第二代病毒,標(biāo)記為P2。P2代病毒液稀釋1000倍后,接種于新鮮的MARC-145細(xì)胞,感染后72 h收集病毒上清,標(biāo)記為P3,以相同的方式收集P2~P5代病毒(稀釋傳代)[15,16]。從第6代病毒(P6)開(kāi)始,每代進(jìn)行空斑純化傳代,一直傳代至第20代(P20)。具體操作步驟見(jiàn)參考文獻(xiàn)[7]。
1.2.3 傳代病毒突變位點(diǎn)的鑒定 將感染MARC-145細(xì)胞的病毒上清用QIAamp Viral RNA Mini Kit(QIAgen,Hilden,Germany)提取病毒RNA,參考說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。以提取好的RNA為模板,使用Thermo公司的反轉(zhuǎn)錄試劑盒進(jìn)行RNA反轉(zhuǎn)錄,得到相應(yīng)的cDNA,利用該模板及相應(yīng)的引物(HF11805與HR12100見(jiàn)表1)得到突變位點(diǎn)所在的PCR片段,PCR產(chǎn)物經(jīng)1%的瓊脂糖凝膠電泳鑒定及純化后,送Invitrogen公司進(jìn)行測(cè)序,測(cè)序結(jié)果用DNAStar軟件與HuN4-F112基因進(jìn)行比對(duì)分析。
表1 本研究所用引物Table 1 Primers used in this study
1.2.4 間接免疫熒光(indirect immunofluorescence analysis,IFA) 將P20代的病毒感染MARC-145細(xì)胞48 h后,棄去維持液培養(yǎng)基。冰甲醇固定10 min,1% BSA室溫封閉30 min,用1∶600倍比稀釋的PRRSV N蛋白的特異性單抗(SR30A,Rural Technology,LTD)或1∶1000倍比稀釋的CSFV E2蛋白的特異性單抗,37℃孵育2 h,再分別加入Alexa Fluor 488/568 -labeled羊抗鼠的熒光二抗(1∶800倍比稀釋?zhuān)?7℃孵育1 h,PBS洗5遍后[15,16],用1 μ g/mL的4',6'-diamidino-2-phenylindole (DAPI)對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行染色,孵育5 min。用PBS對(duì)細(xì)胞單層進(jìn)行最后3次洗滌,在倒置熒光顯微鏡下觀察結(jié)果,并拍照。
1.2.5 嵌合病毒遺傳穩(wěn)定性 將P5、P10、P15、P20代的vA-C-E2病毒培養(yǎng)上清抽提RNA,反轉(zhuǎn)錄后擴(kuò)增突變區(qū)域并測(cè)序,鑒定外源基因的完整性及周邊序列有無(wú)突變位點(diǎn)的引入[15,16],并對(duì)以上4個(gè)代次的vA-C-E2進(jìn)行N蛋白和豬瘟E2蛋白間接免疫熒光鑒定用以重組豬瘟C株E2蛋白的PRRSV的遺傳穩(wěn)定性鑒定。
1.2.6 拯救病毒vA-C-E2的生物學(xué)特性分析
1.2.6.1 空斑形態(tài)學(xué)分析 將本研究中所有的第六代(P6)拯救病毒用DMEM系列稀釋后,用300 μL感染六孔板中的MARC-145細(xì)胞,37℃孵育1 h后,棄掉病毒液,加入等比例的2%低熔點(diǎn)瓊脂糖與2×MEM,再加入4%FBS(終濃度為含2%FBS的MEM,含1%的瓊脂糖),5 mL/孔鋪到6孔細(xì)胞板中。室溫凝固后,于37℃培養(yǎng)箱倒置培養(yǎng)4~5 d,待出現(xiàn)空斑后,在孔中加入2 mL 4%的甲醛溶液固定1 h,甩掉凝膠,用5%結(jié)晶紫溶液(溶于20%乙醇溶液)染色[7,12,15,16]。
1.2.6.2 多步生長(zhǎng)曲線的繪制 將300 μL系列傳代的P20代病毒上清(0.01MOI)接種于MARC-145細(xì)胞,37℃孵育1 h后,棄掉病毒液,每孔補(bǔ)充3 mL含有2% FBS的MEM培養(yǎng)基,置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中,并在不同時(shí)間點(diǎn)(6、12、24、36、48、60、72、84、96、108、120 h)收集200 μL細(xì)胞上清,同時(shí)補(bǔ)充200 μL新的含2% FBS的MEM培養(yǎng)基。測(cè)定每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的病毒滴度并以TCID50表示[17],用GraphPad軟件繪出病毒的多步生長(zhǎng)曲線[7,15,16]。
2.1 表達(dá)豬瘟C株E2蛋白的PRRSV全長(zhǎng)感染性克隆的構(gòu)建與MARC-145細(xì)胞感染性檢測(cè) 基于北美型(type 2) 全長(zhǎng)感染性克隆pHuN4-F112,在其ORF1b的終止密碼子和ORF2的起始密碼子之間通過(guò)SOEPCR的方法插入豬瘟C株E2蛋白基因和TRS6。具體構(gòu)建方法如圖1,將構(gòu)建好的感染性克隆pA-C-E2進(jìn)行EcoR V和Asc I雙酶切,可以看出pA-C-E2出現(xiàn)大小約為1363 bp的條帶,說(shuō)明豬瘟病毒C株E2蛋白基因成功插入,結(jié)果見(jiàn)圖2。將重組突變體克隆pA-C-E2及親本全長(zhǎng)克隆pHuN4-F112進(jìn)行線性化體外轉(zhuǎn)錄,將體外轉(zhuǎn)錄的RNA轉(zhuǎn)染MARC-145細(xì)胞并傳代,二者成功拯救出病毒并依次命名為vA-C-E2和vHuN4-F112,因此,說(shuō)明pA-C-E2和pHuN4-F112在MARC-145細(xì)胞上拯救出相應(yīng)病毒vA-C-E2和vHuN4-F112(圖3)。
圖1 重組突變?nèi)L(zhǎng)克隆pA-C-E2的構(gòu)建示意圖Fig.1 Schematic for construction of recombinant full-length cDNA clone pA-C-E2
圖2 重組突變?nèi)L(zhǎng)克隆pA-C-E2的EcoR V和Asc I 雙酶切鑒定圖譜Fig.2 Electrophoresis identifi cation of recombinant full-length cDNA clone pA-C-E2 with EcoR V and Asc I digestion
圖3 重組突變?nèi)L(zhǎng)pA-C-E2和親本pHuN4-F112的拯救Fig.3 The infectious identifi cation for the mutant pA-C-E2 and the pHuN4-F112
2.2 重組突變病毒與親本病毒N蛋白表達(dá)水平的比較 將等量(0.01 MOI)的重組病毒vA-C-E2與親本毒vHuN4-F112感染MARC-145細(xì)胞后,收上清,并接種于新鮮MARC-145,由2.1中所得的結(jié)果得知,接種第60~72 h病毒量達(dá)到峰值。取接種病毒第60 h細(xì)胞上清進(jìn)行間接免疫熒光檢測(cè)PRRSV核衣殼蛋白(N)和CSFV囊膜糖蛋白E2的表達(dá)。由圖4可見(jiàn),重組突變病毒vA-C-E2轉(zhuǎn)染孔中與親本毒vHuN4-F112轉(zhuǎn)染孔中均檢測(cè)大范圍抗N蛋白的特異性熒光,并且熒光水平相當(dāng),說(shuō)明重組病毒vAC-E2和親本病毒vHuN4-F112具有相似的復(fù)制能力。另外,在CSFV E2蛋白的檢測(cè)中,發(fā)現(xiàn)重組突變病毒vA-C-E2感染孔中出現(xiàn)了大量的針對(duì)豬瘟E2蛋白的特異性熒光。而親本毒和空白對(duì)照孔中無(wú)任何熒光信號(hào),說(shuō)明vA-C-E2能夠表達(dá)豬瘟E2蛋白。對(duì)P5、P10、P15、P20代的vA-C-E2進(jìn)行了相同的IFA檢測(cè),發(fā)現(xiàn)隨著傳代次數(shù)的增加,vA-C-E2表達(dá)E2蛋白的水平并無(wú)明顯差異,由此說(shuō)明在蛋白表達(dá)層面上重組突變病毒具有遺傳穩(wěn)定性(圖略)。2.3 重組突變病毒的遺傳穩(wěn)定性分析 選取P5、P10、P15、P20的突變病毒vA-C-E2進(jìn)行基因組RNA的抽提,反轉(zhuǎn)錄后擴(kuò)增突變區(qū)域,克隆測(cè)序以檢測(cè)插入的豬瘟C株E2蛋白基因的遺傳穩(wěn)定性。圖5結(jié)果顯示,vA-C-E2至少可以在連續(xù)20次的傳代過(guò)程中保持遺傳穩(wěn)定。
圖4 免疫熒光分析vA-C-E2重組突變病毒感染MARC-145細(xì)胞后的蛋白表達(dá)Fig.4 IFA for structural protein expression in MARC-145 cells infected with vA-C-E2
圖5 重組突變病毒的遺傳穩(wěn)定性分析Fig.5 Genetic stability analysis for vA-C-E2
2.4 重組病毒與親本毒在病毒生物學(xué)特性水平的比較對(duì)突變病毒vA-C-E2和親本病毒vHuN4-F112(選取P20病毒)進(jìn)行空斑形態(tài)學(xué)比較(圖6),結(jié)果表明突變病毒在空斑形態(tài)、數(shù)目上均與親本病毒無(wú)顯著差異多步生長(zhǎng)曲線結(jié)果(圖7)顯示,vA-C-E2和vHuN4-F112也無(wú)明顯差異,證明了重組突變病毒與親本病毒在病毒學(xué)特性水平差異不顯著。vHuN4-F112在病毒學(xué)特性方面無(wú)顯著差異,并且同時(shí)可以表達(dá)PRRSV的N蛋白和CSFV的E2蛋白,可以作為一種能夠同時(shí)為PRRSV和CSFV感染提供保護(hù)的疫苗候選株,能夠突破臨床上兩個(gè)病毒疫苗同時(shí)使用所造成的相互影響,減少免疫次數(shù),達(dá)到一針?lè)纼刹〉男Ч?/p>
圖6 突變病毒與親本病毒的空斑形態(tài)學(xué)比較Fig.6 Plaque morphology comparison for the mutant virus and parental virus
圖7 重組突變病毒與親本病毒的多步生長(zhǎng)曲線Fig.7 The multi-step growth curves of the mutant virus and the parental virus
通過(guò)反向遺傳操作技術(shù),在PRRSV感染性克隆的基礎(chǔ)上,插入外源基因,使PRRSV基因組成為外源基因表達(dá)的載體,目前已有不少報(bào)道和研究[7-11]。本研究通過(guò)SOE PCR的方法,獲得融合豬瘟C株E2蛋白基因的突變片段,并在外源基因3端下游插入此病毒的TRS6,然后利用HuN4-F112基因組上的兩個(gè)單酶切位點(diǎn)Asc I和EcoR V,通過(guò)雙酶切突變片段替換全長(zhǎng)感染性克隆pHuN4-F112上的相應(yīng)片段,構(gòu)建了PRRSV重組豬瘟C株E2蛋白的突變?nèi)L(zhǎng)克隆pAC-E2,經(jīng)過(guò)MARC-145細(xì)胞的轉(zhuǎn)染與傳代之后,發(fā)現(xiàn)pA-C-E2可以拯救出活病毒vA-C-E2,此病毒在病毒滴度、空斑形態(tài)等與親本病毒vHuN4-F112無(wú)顯著差異,并且能夠穩(wěn)定表達(dá)豬瘟E2蛋白。對(duì)其遺傳穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn),該病毒能夠在至少20代的連續(xù)細(xì)胞傳代過(guò)程中保持遺傳穩(wěn)定,插入的E2蛋白基因未發(fā)生缺失或插入突變,也未被檢測(cè)到有堿基突變的引入。這種構(gòu)建的方法較之前的研究[8,10]免去了外源酶切位點(diǎn)的插入,降低了與親本病毒的差異,減少了外源基因的引入,從而提高了病毒的穩(wěn)定性。PRRSV基因組是高度濃縮的RNA,許多臨近的ORF之間有重疊區(qū),而ORF1b與ORF2之間存在1 bp的間隔(A),不存在重疊基因,更有利于外源基因的插入[8,12]。另外使外源基因作為一個(gè)新的亞基因組mRNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和表達(dá)[8,10],能夠最大程度上維持外源基因的遺傳穩(wěn)定性。本研究中所獲得的表達(dá)豬瘟病毒C株E2蛋白的重組病毒vA-C-E2與親本疫苗毒
[1]Snijder E J, Meulenberg J J. The molecular biology of arteriviruses [J]. J Gen Virol, 1998, 79(Pt5)∶ 961-979.
[2]Nelsen C J, Murtaugh M P, Faaberg K S. Porcine reproductive and respiratory syndrome virus comparison∶divergent evolution on two continents [J]. J Virol, 1999,73(1)∶ 270-280.
[3]Tian K, Yu X, Zhao T, et al. Emergence of fatal PRRSV variants∶ unparalleled outbreaks of atypical PRRS in China and molecular dissection of the unique hallmark [J]. PLOS One, 2007, 2(6)∶ e525.
[4]Lv J, Zhang J, Sun Z, et al. An infectious cDNA clone of a highly pathogenic porcine reproductive and respiratory syndrome virus variant associated with porcine high fever syndrome [J]. J Gen Virol, 2008, 89(Pt 9)∶ 2075-2079.
[5]Tian Z, An T, Zhou Y, et al. An attenuated live vaccine based on highly pathogenic porcine reproductive and respiratory syndrome virus (HP-PRRSV) protects piglets against HP-PRRS [J]. Vet Microbiol, 2009, 138(1-2)∶34-40.
[6]Pasternak A, Spaan W, Snijder E. Nidovirus transcription∶how to make sense [J]. J Gen Virol, 2006, 87(Pt 6)∶ 1403-1421.
[7]Zheng H, Sun Z, Zhu X Q, et al. Recombinant PRRSV expressing porcine circovirus sequence reveals novel aspect of transcriptional control of porcine arterivirus [J]. Virus Res, 2010, 148(1-2)∶ 8-16.
[8]Pei Y, Hodgins D C, Wu J, et al. Porcine reproductive and respiratory syndrome virus as a vector∶ immunogenicity of green fluorescent protein and porcine circovirus type 2 capsid expressed from dedicated subgenomic RNAs [J]. Virology, 2009, 389(1-2)∶ 91-99.
[9]Fang Y, Rowland R R, Roof M, et al. A full-length cDNA infectious clone of North American type 1 porcine reproductive and respiratory syndrome virus∶ expression of green fluorescent protein in the Nsp2 region [J]. JVirol, 2006, 80(23)∶ 11447-11455.
[10]Wang C, Huang B, Kong N, et al. A novel porcine reproductive and respiratory syndrome virus vector system that stably expresses enhanced green fluorescent protein as a separate transcription unit [J]. Vet Res, 2013,44∶ 104.
[11]Kim D, Calvert J, Chang K, et al. Expression and stability of foreign tags inserted into nsp2 of porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) [J]. Virus Res,2007, 128(1-2)∶ 106-114.
[12]Yu D, Lv J, Sun Z, et al. Reverse genetic manipulation of the overlapping coding regions for structural proteins of the type II porcine reproductive and respiratory syndrome virus [J]. Virology, 2009, 388(1)∶ 22-31.
[13]Li W, Li M, Zhou B, et al. The swine CD81 enhances E2-based DND vaccination against classical swine fever [J]. Vaccine, 2015, 33(30)∶ 3542-3548.
[14]Zhang S, Zhou Y, Jiang Y, et al. Generation of an infectious clone of HuN4-F112, an attenuated live vaccine strain of porcine reproductive and respiratory syndrome virus [J]. Virol J, 2011, 8∶ 410.
[15]Gao F, Yao H, Lu J, et al. Replacement of the heterologous 5' untranslated region allows preservation of the fully functional activities of type 2 porcine reproductive and respiratory syndrome virus [J]. Virology,2013, 439(1)∶ 1-12.
[16]Gao F, Lu J, Yao H, et al. Cis-acting structural element in 5’UTR is essential for infectivity of porcine reproductive and respiratory syndrome virus [J]. Virus Res, 2012, 163(1)∶ 108-119.
[17]Pizzi M. Sampling variation of the fifty percent endpoint, determined by the Reed-Muench (Behrens) method[J]. Hum Biol, 1950, 22(3)∶ 151-190.
CONSTRUCTION AND ANALYSIS OF RECOMBINANT PORCINE
REPRODUCTIVE AND RESPIRATORY SYNDROME VIRUS EXPRESSING E2
PROTEIN OF CLASSICAL SWINE FEVER VIRUS C STRAIN
GAO Fei1,2, QU Ze-hui1, JIANG Yi-feng1,2, LI Li-wei1, YU Ling-xue1, ZHOU Yan-jun1,YANG Shen1,XIA Tian-qi1, ZHENG Hai-hong1, TONG Guang-zhi1,2
(1. Shanghai Veterinary Research Institute, CAAS, Shanghai 200241, China; 2. Jiangsu Co-innovation Center for Prevention and Control of Important Animal Infectious Diseases and Zoonoses, Yangzhou 225009, China)
Based on type 2 Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) full-length infectious cDNA clone pHuN4-F112, using SOE PCR, the E2 gene of Classical swine fever virus (CSFV) C strain was inserted between ORF1b and ORF2. An extra transcription regulatory sequence 6 (TRS6) was inserted behind the exogenous gene in order to make E2 gene expression as an unique sg mRNA expression, then the recombinant pA-C-E2 were constructed. After Swa I linearization, in vitro transcription, synthetic RNA was transfected into MARC-145 cells, and viable virus vA-C-E2 could be rescued. vA-C-E2 was conducted for genetic stabilityidentifi cation, and the result showed that recombinant virus could maintain genetically stable in at least 20 times cell passage processes. Indistinguishable virologic characteristics of vA-C-E2 were verifi ed compared with the parental virus vHuN4-F112 in viral propagation,plaque morphology, protein expression. Multi-step growth curve showed that the peak titer and the propagation tendency were similar. The results of IFA shown that recombinant virus could not only produce PRRSV N protein, but also the E2 protein of CSFV. The recombinant vA-C-E2 would become an important tool for further PRRSV research and the bivalence vaccine innovation and development afterwards.
Porcine reproductive and respiratory syndrome virus; Classical swine fever virus; recombinant virus; E2 protein
S852.659.6
A
1674-6422(2015)05-0001-09
2015-07-15
國(guó)家自然科學(xué)基金(31300140、31302098);973計(jì)劃項(xiàng)目(2014CB542701);863計(jì)劃(2011AA10A208-2)歐盟Horizon 2020項(xiàng)目SAPHIR(633184);國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD121301-1)
高飛,女,博士,助理研究員,主要從事PRRSV分子病毒學(xué)分析
童光志,E-mail:gztong@shariac.cn