水泡性口炎病毒(VSV)是引起人和多种哺乳动物水泡性口炎的重要病原,但其感染的分子机制尚不明确。囊膜糖蛋白(G蛋白)在病毒感染过程中发挥重要作用,G蛋白受体在病毒感染过程中的致病机制也已成为研究的热点。本项目在体外原代培养新生犊牛口腔黏膜上皮细胞的基础上,构建含有VSV-G蛋白基因片段的诱饵质粒,采用酵母双杂交技术筛选上皮细胞膜中与VSV-G相互作用的受体基因;将筛选出的受体基因进行克隆和表达,应用镍离子亲和层析柱纯化表达的受体蛋白,将该蛋白与VSV孵育后接种口腔黏膜上皮细胞,检测该蛋白在VSV感染过程中的功能;采用荧光定量RT-PCR方法检测受体在体外培养细胞中的表达情况。本课题不仅为研究G蛋白及其受体在水泡性口炎发病机制中的作用奠定基础,同时有助于揭示病毒的感染途径和复制过程等一系列科学问题,而且为该病的防治和抗病育种提供重要的靶基因。
Vesicular stomatitis virus;LGALS1;receptor;identification;yeast two-hybrid
水泡性口炎病毒(VSV)是引起人和多种哺乳动物水泡性口炎的重要病原,其感染细胞的分子机制目前还不明确。为研究VSV在细胞膜上的受体,本项目以实验室前期分离的牛源VSV为研究对象,开展了VSV易感的牛肾细胞(MDBK)受体的筛选和鉴定工作。首先成功构建了用于酵母双杂交的MDBK细胞cDNA文库,用于下一步受体的筛选。同时,构建了VSV-G蛋白诱饵表达载体,并对其自激活和毒性进行了检测,表明构建的诱饵质粒并无自激活和毒性作用,可以用于酵母双杂交。将文库菌液与诱饵菌液杂交混合培养,将杂交产物于固体培养基上进行多次培养,筛选出两种与VSV-G相互作用的蛋白半乳糖凝集素1(LGALS1)和核糖体蛋白S20(RPS20)。经验证,筛选得到的两种猎物质粒均能与诱饵蛋白而非PGBKT7空载体发生相互作用。分别将LGALS1和RPS20的基因片段插入原核表达载体pGEX-4T-1中,构建LGALS1的重组质粒pGEX-4T-L和RPS20的重组质粒pGEX-4T-R,诱导表达LGALS1和RPS20蛋白,并对其进行了纯化,western blot检测结果表明二者成功表达。His pull-down试验对筛选到的两种蛋白与VSV-G蛋白间的相互作用进行了验证,表明GST-R融合蛋白能够与VSV-G蛋白在体外发生特异性结合,但相互作用较弱,而GST-L融合蛋白与VSV-G蛋白在体外发生特异性结合的相互作用较强;间接免疫荧光证实LGALS1和VSV-G在BHK-21细胞中可发生相互作用;将pN1-LGALS1和pEF1α-VSV-G共转染至BHK-21细胞中,通过免疫共沉淀试验进一步验证了LGALS1和VSV-G在细胞中的相互作用。应用荧光定量RT-PCR方法对VSV感染MDBK细胞前后LGALS1和RPS20的表达情况进行检测结果表明,感染后LGALS1和RPS20的表达量均有显著提高,提示这两种蛋白可能在VSV感染细胞有重要的意义。将VSV与表达的LGALS1蛋白相互作用后再接种细胞,与对照组相比,感染细胞出现CPE明显减少的特点,表明该蛋白具有干扰VSV对细胞的感染作用。但RPS20蛋白对VSV感染细胞的阻断效果相对较弱。综合以上结果分析,LGALS1可能为VSV感染细胞的受体蛋白。本研究为深入开展VSV的感染、复制和一系列的分子致病机制研究奠定了基础。