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西北农林科技大学周恩民团队在抗PRRSV感染领域取得新进展

近期,西北农林科技大学周恩民团队在抗PRRSV感染领域取得新进展,团队将一种细胞穿膜肽(TAT)与纳米抗体Nb6进行融合表达,获得融合蛋白TAT-Nb6。实验表明该融合蛋白可成功进入细胞,并对I型和II型PRRSV毒株均有显著抑制作用。相关成果在线发表在Journal of Virology上,原文题为“A Nanobody Targeting Viral Non-Structural Protein 9 Inhibits Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Replication”。

猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS),是由PRRS病毒(PRRSV)感染所致的一种猪的急性传染病。现有的疫苗对该病的保护作用非常有限,而且目前还没有抗PRRSV感染的特异药物。因此,新型抗PRRS病毒药物的研发具有重要意义。

PRRSV非结构蛋白Nsp9具有RNA依赖的RNA聚合酶活性,是病毒最重要的复制酶。Nsp9不仅能与一些宿主细胞蛋白和病毒蛋白自身发生互作,从而影响病毒增殖,而且Nsp9与病毒的毒力有着密切的关系。因此,Nsp9适合作为抗病毒药物的潜在靶点。我们前期筛选到一株PRRSV非结构蛋白Nsp9特异性纳米抗体Nb6,并证明稳定表达Nb6的MARC-145细胞系显著抑制PRRSV的复制。但是,由于细胞膜具有选择透过性,基因重组的Nb6蛋白无法进入细胞发挥抗病毒作用。

本研究中,研究人员将一种细胞穿膜肽(TAT)与纳米抗体Nb6进行融合表达,获得融合蛋白TAT-Nb6。首先通过ELISA和pull-down实验,证明了原核表达的TAT-Nb6能够特异性结合PRRS病毒Nsp9。接着利用间接免疫荧光(IFA)、Western-blot和流式细胞术等实验,证明了TAT-Nb6可以进入MARC-145细胞和猪肺泡巨噬细胞(PAMs)(图1A)。在抗PRRSV细胞试验中发现,TAT-Nb6对基因I型和II型PRRSV毒株均有抑制作用(图1B)。进一步利用酵母双杂交技术,找到了Nb6 特异性结合Nsp9的区域为Nsp9aa454-551 和Nsp9aa599-646 (图1C),氨基酸序列比对发现,两种基因型的Nsp9aa454-646同源性为77.7-81.3%。本项研究证明:原核表达的TAT-Nb6能够进入细胞,通过特异性靶向PRRSV非结构蛋白Nsp9实现抗病毒作用

图1. A)TAT-Nb6进入MARC-145和PAMs细胞中;B)TAT-Nb6对两种基因型PRRSV均有抑制作用;C)TAT-Nb6特异性结合Nsp9的区域为:Nsp9aa454-551 和Nsp9aa599-646。

本文共同第一作者为博士研究生王立珍张璐和博士后黄柏成,共同通讯作者为陈红英周恩民教授;本研究工作获得国家重点研发计划项(2017YFD0501006, 2016YFD05007)和国家自然基金重点项目(31430084)资助。

周老师教授团队主要从事PRRSV和动物及人兽共感染戊型肝炎病毒(hepatitis E virus, HEV)的研究。研究了抗PRRSV GP5抗独特型抗体对PRRSV感染的调控;发现了MYH9作为PRRSV感染宿主细胞不可或缺的蛋白,MYH9与GP5互作而介导PRRSV感染易感细胞。分离获得首个禽HEV中国分离株,鉴定了禽HEV可以跨种属感染哺乳动物;鉴定出猪HEV中和抗原表位。

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