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浙江大学黄耀伟组发现新突发猪丁型冠状病毒(PDCoV)细胞入侵受体
at :2018/4/10 8:52:47    

近日,Journal of Virology杂志在线发表了浙江大学动物预防医学研究所、农业部动物病毒学重点实验室黄耀伟教授课题组的最新进展,首次报道发现动物丁型冠状病毒属成员PDCoV的细胞入侵受体。原文题为“Porcine deltacoronavirus engages the transmissible gastroenteritis virus functional receptor porcine aminopeptidase N for infectious cellular entry”。
 

自2010年下半年起,我国各地猪场频发新生仔猪腹泻疫情,造成重大经济损失。目前认为几种新发与再现猪肠道冠状病毒(Swine Enteric Coronaviruses, SECoVs)是主要致病病原。已发现的SECoVs有四种:包括危害最严重的猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)、传染性胃肠炎病毒(transmissible gastroenteritis virus,TGEV)、猪丁型冠状病毒(porcine deltacoronavirus,PDCoV)、以及2017年黄耀伟课题组在广东省首次分离发现的新型猪肠道甲型冠状病毒SeACoV(swine enteric alphacoronavirus;Veterinary Microbiology, 2017, 211:15-21)。除SeACoV之外,2012年在香港报道的另一种新突发病毒PDCoV则属于丁型冠状病毒属(Deltacoronavirus),是被国际病毒分类委员会于2014年明确划分的新病毒属。冠状病毒亚科现分为甲(Alpha-)、乙(Beta-)、丙(Gamma-)、丁(Delta-)4个病毒属:其中,危害性最大的甲型猪PEDV与乙型人类SARS和MERS冠状病毒在进化上均源自蝙蝠冠状病毒;而丙型的鸡传染性支气管炎病毒和丁型冠状病毒在进化上是另一起源(禽类),但这两个冠状病毒属的细胞入侵受体此前还未发现。

 

本研究主要从三方面证实猪氨基肽酶N(pAPN)作为PDCoV入侵宿主细胞受体:1.介导PDCoV入侵宿主细胞的结构蛋白——纤突蛋白(Spike)亚基S1可以在细胞表面结合PDCoV猪源易感细胞与稳定表达pAPN的非易感细胞(图1);2.PDCoV-S1与pAPN在体外直接相互作用;3.稳定表达pAPN的非易感细胞可被PDCoV感染并产生子代病毒。由于pAPN同时也是甲型冠状病毒TGEV的受体,因此pAPN是一种跨不同冠状病毒属(cross-genus)的细胞受体,类似于乙型的SARS冠状病毒与甲型人类冠状病毒NL63共用血管紧张素转换酶2(ACE2)作为cross-genus入侵受体。

 

图1 纤突蛋白(Spike)亚基S1可以在细胞表面结合PDCoV猪源易感细胞与稳定表达pAPN的非易感细胞


文章还对比分析了其它两种SECoVs是否使用pAPN作为细胞受体:特别是对仔猪腹泻临床危害性最大的PEDV,此前长达11年一直被认为也使用APN入侵宿主细胞。但最近已有来自日本和荷兰的两项研究质疑了这个定论。本研究表明,与PDCoV相反,PEDV并不能感染稳定表达pAPN的非易感细胞。因此,结合之前日本和荷兰的研究与黄耀伟课题组今年发表的另一篇文章(Virology, 2018, 517:16-23),进一步确认APN很可能不是PEDV受体。至于去年发现的第四种猪肠道冠状病毒新突发SeACoV,其S蛋白接近于乙型冠状病毒,并且感染不表达APN的Vero细胞,因此推测其受体也不可能是pAPN。

 

鉴定病毒细胞入侵受体是了解病毒跨种传播、致病机制和制定干预策略的关键。PDCoV功能性受体的发现为研究丁型冠状病毒的自然界动物起源及入侵细胞的分子机制开辟了道路,同时有助于针对APN靶标研发抗PDCoV疫苗、兽药和诊断试剂,从而有效防控PDCoV引发的仔猪腹泻。此外,提供PEDV不使用APN作为功能性细胞受体的实验证据也是本领域的重要转折性进展。

 

本研究受国家重点研发计划“畜禽重大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发”重点专项(2016YFD0500102)、国家自然科学基金(31572518)、浙江省重大科技专项重点农业项目(2015C02021)、浙江省杰出青年基金(LR14C180001) 及中组部青年千人计划资助。

文章链接:

http://jvi.asm.org/content/early/2018/03/30/JVI.00318-18.abstract

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