譚克龍,宮愛艷
(中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所,北京 100081)
雞傳染性喉氣管炎(Avian infectious laryngotracheitis,AILT)是由傳染性喉氣管炎病毒(Infectious laryngotracheitis,ILTV)感染引發(fā)雞的一種急性、接觸性呼吸系統(tǒng)疾病。ILTV 屬于皰疹病毒科、傳喉炎病毒屬。該病毒傳播速度快,感染率高達(dá)95%~100%,感染后難以清除。該病的致死率根據(jù)ILTV毒力不同以及雞只個體免疫力差異從10%~70%不等,ILTV 可感染所有年齡的蛋、肉、種用家禽,嚴(yán)重影響雞只的生產(chǎn)性能,是一種危害世界養(yǎng)禽業(yè)發(fā)展的重要傳染病[1]。當(dāng)前,防治AILT 主要依賴活病毒疫苗激發(fā)的宿主免疫應(yīng)答。然而,現(xiàn)有疫苗免疫保護(hù)力不強,ILTV 疫苗免疫過的雞場仍然不斷爆發(fā)新的疫情[2]。基于當(dāng)前AILT 防疫現(xiàn)狀,深入研究ILTV 與宿主互作過程有望為研發(fā)安全、長效的AILT免疫制劑提供新思路。
細(xì)胞粘附分子能夠參與機體多種重要的生理功能和病理過程,如組織細(xì)胞間的附著、腫瘤的浸潤與轉(zhuǎn)移、各種細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)、作為免疫細(xì)胞識別的輔助受體和協(xié)同活化信號等。已有研究資料顯示,粘附分子可以作為特異性結(jié)合α皰疹病毒的細(xì)胞表面受體,在α皰疹病毒感染宿主的初期參與病毒與宿主細(xì)胞的相互識別,進(jìn)而促進(jìn)病毒感染過程[3]。其中,鈣粘蛋白11(CDH11)和神經(jīng)生長調(diào)節(jié)蛋白1(NEGR1)是細(xì)胞內(nèi)重要的細(xì)胞粘附分子。CDH11 鈣黏附蛋白是一種單鏈跨膜糖蛋白,在細(xì)胞間連接中起到重要作用,可通過TGF-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)細(xì)胞干性的促凋亡腫瘤抑制子[4-5]。NEGR1 是一種借由GPI錨定在細(xì)胞膜表面的蛋白,可通過調(diào)控受體酪氨酸激酶相關(guān)通路,如FGFR2-ERK 信號通路,調(diào)控細(xì)胞形態(tài)[6-7]。已有研究報道,宿主原癌基因酪氨酸蛋白激酶(Src)是ILTV 感染的關(guān)鍵宿主調(diào)控因子,可通過調(diào)控宿主細(xì)胞粘附過程而發(fā)揮作用,多功能蛋白聚糖(VCAN)是其互作主要粘附因子[8]。本研究利用ILTV 毒株感染雛雞,通過ILTV 組織嗜性以及細(xì)胞粘附相關(guān)基因CDH11、NEGR1和VCAN 的表達(dá)水平檢測,探索ILTV 感染組織嗜性與細(xì)胞粘附分子間的關(guān)系,以期為新型免疫制劑的研制提供理論基礎(chǔ)。
1.1 病毒株及實驗動物 ILTV NP-3 毒株由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所分離保存;SPF 雞由新興大華農(nóng)禽蛋有限公司提供。
1.2 主要實驗試劑 AxyPrep病毒DNA/RNA小量試劑盒購自美國Axygen 公司;One Step PrimeScript?RTPCR Kit Ⅱ(Perfect Real Time)和Premix ExTaqTM(Probe qPCR)購自TakaRa 公司;膠回收試劑盒購自O(shè)mega 公司;TRIzol 試劑購自Invitrogen 公司。
1.3 引物、探針的設(shè)計與合成 參照文獻(xiàn)[8]合成檢測編碼ILTV gC 糖蛋白基因的特異性引物和探針,以及檢測細(xì)胞粘附相關(guān)基因CDH11、NEGR1 和VCAN 特異性引物(表1),引物和探針由北京六合華大基因有限公司合成。
表1 所用的引物及探針序列Table 1 The primer and probe sequences used in this study
1.4 病毒接種動物及樣品采集 將6 只28 日齡的SPF 雞隨機分成兩組,攻毒組用病毒滴度為10-3.0TCID50的ILTV NP-3 病毒株采用滴鼻方式進(jìn)行攻毒,劑量為200 μL/只,對照組接種相同劑量的PBS。于攻毒5 d 后(33 日齡),無菌采集兩組實驗雞喉頭、氣管、哈德氏腺、骨髓、腺胃、肺臟、盲腸、腦、盲腸扁桃體、小腸、大腸、腎臟、十二指腸、胰腺、法氏囊、脾臟、胸腺、肝臟等組織樣品,-80 ℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.5 組織中病毒載量的檢測 采用AxyPrep 病毒DNA/RNA 小量提取試劑盒提取采集的組織樣本總DNA,利用設(shè)計的引物ILTV-gC-F/R 及探針I(yè)LTVgC-Probe 對各組織中ITLV 病毒載量進(jìn)行測定。反應(yīng)程序為:95 ℃30 s;95 ℃5 s,60 ℃20 s,40 個循環(huán),計算病毒含量。
1.6 感染ILTV 雞只各組織中細(xì)胞粘附相關(guān)基因的表達(dá)水平檢測 采用TRIzol 法提取攻毒組和對照組實驗雞各組織的總RNA,利用One Step PrimeScript?RT-PCR Kit Ⅱ檢測各組織中細(xì)胞黏附相關(guān)基因CDH11、NEGR1 和VCAN 的表達(dá)水平。反應(yīng)程序為:42 ℃5 min, 95 ℃10 s;95 ℃5 s,60 ℃30 s,40 個循環(huán),以18S RNA 為內(nèi)參基因,對比分析檢測結(jié)果,利用SPSS 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。
1.7 細(xì)胞粘附相關(guān)基因表達(dá)水平與ILTV 組織嗜性相關(guān)性分析 分別采用相關(guān)性分析采用肯德爾相關(guān)性系數(shù)(Kendall correlation coefficient)和斯皮爾曼相關(guān)性系數(shù)(Spearman correlation coefficient)檢測1.5 和1.6 中兩組數(shù)據(jù)間的相關(guān)性,當(dāng)p<0.05 時表示差異顯著。
2.1 雛雞攻毒后不同組織中ILTV 載量檢測結(jié)果利用qPCR 測定SPF 雛雞感染ILTV 后不同組織中病毒載量情況,結(jié)果顯示,喉頭和氣管中ILTV 載量最高,是病毒感染的主要部位;其次在哈德氏腺、骨髓、肺臟、盲腸、腦、盲腸、扁桃體以及小腸樣本中也檢測到ILTV 的存在,而在大腸、腎臟、十二指腸、胰腺、法氏囊、脾臟、胸腺、肝臟等組織中病毒核酸呈陰性(圖1)。以上檢測結(jié)果表明,ILTV 感染存在明顯的組織偏嗜性。
圖1 SPF 雛雞感染ILTV 不同組織中的病毒載量檢測結(jié)果Fig.1 Detection results of viral load in different tissues about SPF chicks infected with ILTV
2.2 雛雞攻毒ILTV 后不同組織中細(xì)胞粘附相關(guān)基因的表達(dá)水平檢測結(jié)果 利用RT-qPCR 檢測細(xì)胞粘附分子CDH11、NEGR1 和VCAN 的基因表達(dá)水平。結(jié)果顯示,在ILTV 陰性組織中,僅胰腺中CDH11表達(dá)水平上調(diào),除肝臟中CDH11 表達(dá)水平無顯著變化外,其它組織中均呈現(xiàn)顯著下調(diào);在ILTV 陽性組織中,盲腸和扁桃體中的CDH11 表達(dá)水平顯著下調(diào),腦和骨髓中的CDH11 表達(dá)水平顯著上調(diào),而其它組織則變化不顯著(圖2)。NEGR1 的表達(dá)在ILTV陰性組織十二指腸、胰腺、脾臟和肝臟中均未檢測到,在腎臟中NEGR1 表達(dá)量顯著下調(diào);在病毒陽性組織中,NEGR1 僅在骨髓中無表達(dá),在喉頭、腦表達(dá)下調(diào),其中喉頭下調(diào)顯著。VCAN 的表達(dá)除在法氏囊中顯著上調(diào)外,在其它ILTV 陰性和陽性組織中均無明顯變化。以上結(jié)果初步表明,雛雞感染ILTV后CDH11 和NEGR1 的組織表達(dá)模式與病毒的組織偏嗜性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),而VCAN 的表達(dá)與病毒的組織偏嗜性無相關(guān)性。
圖2 細(xì)胞粘附相關(guān)基因在不同組織中的表達(dá)Fig.2 The expression of cell adhesion related genes in different tissues
2.3 相關(guān)基因表達(dá)水平與ILTV 的組織分布相關(guān)性分析 利用SPSS 16.0 軟件對影響皰疹病毒感染生物學(xué)過程相關(guān)基因的表達(dá)水平變化與ILTV 的組織分布進(jìn)行相關(guān)性分析,判定標(biāo)準(zhǔn)為0.5≤|r|<0.8 中度相關(guān),0.3≤|r|<0.5 低度相關(guān),|r|<0.3 關(guān)系極弱,認(rèn)為不相關(guān)。結(jié)果顯示,CDH11 的表達(dá)水平與ILTV 在各組織分布呈中度正相關(guān),NEGR1 的表達(dá)水平變化與ILTV 在各組織分布呈低度正相關(guān),VCAN 的表達(dá)水平變化與ILTV 在各組織分布相關(guān)性并不顯著(表2),提示ILTV 在感染過程中可能需要通過宿主CDH11和NEGR1 調(diào)控宿主細(xì)胞的代謝、凋亡及細(xì)胞骨架等借由細(xì)胞粘附分子引發(fā)調(diào)控的生物學(xué)過程來促進(jìn)病毒的增殖和擴散。Kendall 和Spearman 兩種分析方法所得到的相關(guān)性結(jié)果一致。
表2 基因的表達(dá)水平變化與ILTV 在各組織分布的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of gene expression level changes and ILTV distribution in different tissues
綜上所述,本研究分析了ILTV 感染宿主后病毒在宿主體內(nèi)的組織分布與宿主細(xì)胞粘附相關(guān)基因表達(dá)水平的相關(guān)性,提示機體細(xì)胞粘附相關(guān)生物學(xué)過程可在ILTV 體內(nèi)感染中起到關(guān)鍵作用,為闡明ILTV 感染組織嗜性差異機制奠定了基礎(chǔ)。