利用突变技术对HSV2 RL1、UL41和US12蛋白在病毒致病中的生物学机制研究

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单纯疱疹病毒2型是引起生殖器疱疹的主要病原体之一,在免疫缺陷患者中可引起疱疹性脑炎和更严重的性传播疾病,该病毒可经性传播和母婴传播。HSV-2感染后可经感觉神经轴逆行至骶背根神经节建立潜伏感染,这种潜伏感染在受到外界刺激时,可以表现为显性感染出现症状。反复感染给患者造成了生理和心理的影响,严重影响生活质量。由于这种潜伏和反复感染导致HSV-2的治疗药物和疫苗研发困难重重。另外,感染HSV-2后可增加感染HIV的感染几率。因此研究HSV-2感染宿主后的致病机制、宿主的免疫反应以及病毒蛋白与宿主之间的相互作用有助于HSV-2治疗药物和疫苗的研发以及我们对HSV-2的致病机理更深入的理解。基于以上事实,本试验第一部分工作围绕与HSV-2免疫逃逸相关基因RL1、UL41、US12开展,首先利用CRISPR/Cas9系统构建HSV-2突变株:M2(HSV-2 RL1-UL41-)、M3(HSV-2RL1-US12-)、M4(HSV-2RL1-UL41-US12-),随后对这三个突变株在细胞和动物试验中进行生物学特性分析,包括增殖动力学检测、蚀斑检测,急性感染、潜伏感染和免疫原性分析。结果表明,M2、M3、M4在细胞水平以及动物水平的急性感染、潜伏感染中都表现出增殖能力下降,且引起较轻的临床症状,其中M4增殖能力下降最为明显;免疫原性分析试验中发现,虽然突变株组能降低病毒的复制能力,但是不能100%保护,其中M4组存活率为90%,M2/M3组存活率均为80%。鉴于这一发现,本试验第二部分工作对野毒株和突变株M1(HSV-2RL-)、M2、M3感染后小鼠阴道、子宫和卵巢进行转录组测序分析。结果显示,与野毒株相比,最有意思的是突变株M1、M2、M3在阴道、子宫和卵巢组织中均能激活代谢信号通路,其中类固醇激素代谢信号通路和细胞色素代谢信号通路最为明显,且比较后发现,M1对类固醇激素代谢信号通路和细胞色素代谢信号通路影响较大,其可能的机制与RL1抑制细胞对病毒感染产生的应激翻译阻滞的特性相关,其中包括类固醇激素激素和细胞色素代谢过程。综上所述,对突变株M2、M3、M4在细胞和动物试验中比较和分析,筛选得到了一株复制能力较低、致病能力较低、潜伏感染能力较低以及具有一定的免疫保护作用的M4减毒株,可作为HSV-2减毒活疫苗的候选株。转录组学数据分析发现,M1突变株对类固醇激素代谢和细胞色素代谢具有较大影响,但是继续缺失UL41/US12时,该影响受到了限制,说明病毒蛋白之间也有一个互相平衡的状态。但是不可否认的是,RL1的缺失对类固醇激素代谢和细胞色素代谢具有重要影响,这一发现为HSV-2的感染过程中病毒蛋白与宿主之间的相互作用提供了新的研究方向。
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