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单纯疱疹病毒UL7, UL41 和 LAT基因部分缺失突变减毒株的表型及毒力分析
at :2017/10/30 9:01:52    

原文链接:http://www.virosin.org/html/32/04/10.1007s12250-017-3947-1.htm
 

研究背景

单纯疱疹病毒(HSV)是一类严重威胁人类健康的病毒病原,其感染可导致无症状携带状态到口唇、角膜疱疹以及感染率日益上升的生殖器官疱疹,严重者甚至可导致脑炎等。此外,它还可长期潜伏于人体的神经系统,并在机体应激状态或免疫低下时引起复发感染。目前,临床上广泛使用的阿昔洛韦类抗病毒药物虽然可有效缓解病毒感染引起的临床症状,但是药物并不能清除病毒,并且对于慢性感染的治疗效果较差。因此,针对HSV的预防性疫苗依然被认为是理想的预防和控制该疾病的策略。

 

HSV疫苗的研发工作经历了较长的历史沿革,以往的研究尝试了多种疫苗形式,包括灭活疫苗、亚单位疫苗、核酸疫苗和复制缺陷疫苗等。然而,目前尚没有一个疫苗制剂在临床实验中被证明对人体真正有效。但有关这些疫苗形式的免疫学研究均为HSV疫苗的进一步探索提供了有意义的资料。这些工作表明,注重增强这类疫苗能够诱导机体产生以细胞免疫反应为中心的免疫特性,并以该免疫反应所具有的针对病毒感染的有效保护效果的判断指标,是研发这类疫苗的中心环节。值得注意的是,同样针对疱疹病毒家族成员的水痘疫苗所使用的减毒活疫苗形式及其在临床长期应用的有效结果,提示了HSV疫苗研究的一个可能方向。在前期工作中,我们利用CRISPR/Cas9技术构建并获得了一株包含HSV1衣被蛋白编码基因UL7基因缺失突变修饰的毒株M1,该蛋白编码基因的突变不仅导致突变毒株增殖动力学的下降,同时还导致毒株在感染动物时表现一定程度的减毒表型。但这一表现减毒表型的突变毒株依然能够引起其感染细胞包括表皮细胞,神经瘤细胞等的病变坏死。

 

基于这些事实和基础,本文的工作针对另一个衣被蛋白UL41即VHS的编码基因做了相似的缺失突变,得到了突变毒株M2。随后,为了降低该毒株的在神经细胞中形成潜伏感染的能力,我们在M2的基础上对LAT基因进行了修饰缺失,得到了突变毒株M3(图1A)。通过对这一系列的突变修饰毒株的生物学特性的分析,我们成功获得了一株具有明显减毒表型并能大幅下降病毒在神经瘤细胞中的增殖活力的突变毒株M3(图1B,C)。更有意义的是,这一毒株对动物的毒力大大降低,并且该毒株表现了对神经细胞的较低感染能力(图1D),以及无法检测到的潜伏感染能力(图1E)。这些结果表明,本研究的工作为HSV1减毒株型的构建提供了一个行之有效的思路和方法。

 

图一 M1,M2和M3减毒株的构建及毒力分析。

 

本文第一作者徐兴丽,2017年博士毕业于中国医学科学院医学生物学研究所,研究方向为单纯疱疹病毒Ⅰ型病毒突变株的构建以及病毒蛋白与宿主细胞相互作用的分子机理研究。参与多项国家自然科学基金(青年基金)和国家“973”项目计划。

 

通讯作者李琦涵研究员,1992-1995年在美国麻省理工学院(MIT)生物系完成博士后研究工作。目前主要从事分子生物学、基因工程技术、病毒免疫学、疫苗学等领域的相关研究以及病毒性疫苗的研发、生产工艺及质量控制和质量标准体系的建立。主持多个国家科技部重大专项、“863”、“973”、国际科技合作项目,以及省部级科技计划项目等。

 

Abstract: We previously constructed a herpes simplex virus 1 (HSV-1) UL7 mutant virus (M1) and showed that a partial deletion mutation of the UL7 gene led to a lower proliferative rate and an attenuated phenotype. Using the M1 mutant, we further modified the UL41 gene, which encodes another tegument protein, and the latency-associated transcript (LAT) gene. Observations of the resulting mutants with modified UL7 and UL41 (M2) or UL7UL41 and LAT (M3) genes indicated attenuated phenotypes, with lower proliferative ratios in various cells, non-lethal infections in mice and lower viral loads in nervous tissues compared with the wild-type strain. Furthermore, no LAT stable intron could be detected in the trigeminal ganglion of M3-infected animals. The results obtained with the three HSV-1 mutants indicate that the M3 mutant is an attenuated strain with low pathogenicity during both acute and latent infections. Together, the results support the use of the M3 mutant as a candidate for the development of an HSV-1 vaccine.

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