關(guān)鍵詞:硫酸鋅;豬繁殖與呼吸綜合征病毒;抗病毒;槲皮素
豬繁殖與呼吸綜合征病毒(Porcineproductiveandrespiratorysyndromevirus,PRRSV)是一種具有囊膜的單股正鏈RNA病毒,屬于動(dòng)脈炎病毒科動(dòng)脈炎病毒屬。它可誘發(fā)豬繁殖與呼吸綜合征(Porcineproductiveandrespiratorysyndrome,PRRS),引起妊娠母豬的繁殖障礙和育肥豬、保育豬和仔豬的呼吸道疾病,是嚴(yán)重危害我國養(yǎng)豬業(yè)的疫病之一[1-2]。生產(chǎn)中主要通過嚴(yán)格的消毒措施、抗炎抗菌藥物的使用和接種PRRSV疫苗控制PRRSV感染的發(fā)生[3]。目前,尚無有效的抗病毒藥物用于治療PRRSV的感染。鋅(Zinc,Zn)是生物體第二豐富的必需微量元素,在多種生理過程中發(fā)揮重要作用。人類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)Zn具有抗病毒感染的作用。然而,在獸醫(yī)學(xué)領(lǐng)域鮮見關(guān)于Zn抗病毒感染作用的研究。僅見動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的Zhang等[4]報(bào)告Zn具有抗豬流行性腹瀉病毒(Porcineepidemicdiarrheavirus,PEDV)感染的作用。
Zn是生物體必需微量元素之一,它被證明對(duì)各種細(xì)胞酶和轉(zhuǎn)錄因子的正確折疊和活性至關(guān)重要[5]。Zn可能也是許多病毒蛋白的重要輔因子[5]。但是,研究表明:細(xì)胞中高濃度的Zn可以抑制多種RNA病毒的復(fù)制。Ghaffari等[6]和Tavakoli等[7]分別報(bào)道:在體外,納米氧化鋅可有效地抑制H1N1流感病毒(Influenzavirus,IFV)和單純皰疹病毒Ⅰ型(Herpessimplexvirustype1,HSV-1)的感染。Khan等[8]也證明:在體外,增補(bǔ)Zn能夠有效地抑制呼吸道合胞病毒(Respiratorysyncytialvirus,RSV)的感染。艾滋病毒(Humanimmunodefi?ciencyvirus,HIV)和丙型肝炎病毒(Hepatitiscvi?rus,HCV)等感染的臨床研究發(fā)現(xiàn)增補(bǔ)Zn可有效抑制組織中病毒的載量[9]。臨床研究表明:在新型冠狀病毒(2019NovelCoronavirus,COVID-19)感染病人治療中,增補(bǔ)ZnSO4能增加患者的治愈率、減少死亡率[10-11]。在獸醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,Zhang等[4]報(bào)道:氧化鋅可有效抑制PEDV對(duì)仔豬的感染,發(fā)揮抗病毒的作用。其中,H1N1、RSV、HIV、HCV和COVID-19和PEDV均是RNA病毒,這意味著,在病毒感染中,細(xì)胞或者血液中高濃度的Zn可有效抑制RNA病毒的感染。
PRRSV屬于RNA病毒的一種,在細(xì)胞中增加Zn含量能否有效抑制PRRSV的感染,有待進(jìn)一步探討。鑒于此,本研究建立PRRSV感染Marc-145的細(xì)胞模型,研究ZnCl2和ZnSO4對(duì)PRRSV滴度的影響;明確細(xì)胞中添加不同濃度ZnSO4對(duì)Marc-145和PAMs細(xì)胞中PRRSV復(fù)制的作用;探究ZnSO4干擾PRRSV感染的生命周期階段。為進(jìn)一步明確Zn抗PRRSV感染的分子機(jī)制奠定理論基礎(chǔ)。槲皮素(Quercetin,QR)是一種天然Zn2+載體,可提高Zn在細(xì)胞中的生物利用度。探究QR增強(qiáng)Zn抗PRRSV感染的作用,為進(jìn)一步將Zn和Zn2+載體QR聯(lián)合使用治療PRRSV感染提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1 細(xì)胞培養(yǎng)
Marc-145和PAMs細(xì)胞均由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院中獸醫(yī)藥現(xiàn)代化山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。Marc-145細(xì)胞用含有10%FBS和1%青霉素\鏈霉素的DMEM高糖培養(yǎng)基培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞生長至約80%~90%時(shí),用胰蛋白酶消化,計(jì)數(shù)后接種至25cm2的細(xì)胞培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞長至約80%時(shí),可用于后續(xù)試驗(yàn)。PAMs細(xì)胞用含有10%的FBS和1%的青霉素\鏈霉素的1640細(xì)胞培養(yǎng)基培養(yǎng)。
1.2 PRRSV的擴(kuò)增和感染
PRRSV原液由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院中獸醫(yī)藥現(xiàn)代化山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。利用本文1.1節(jié)的方法培養(yǎng)Marc-145細(xì)胞,待細(xì)胞長至約80%時(shí),取5mLPRRSV懸液(原液經(jīng)10倍稀釋)接種于Marc-145細(xì)胞,培養(yǎng)2h。之后,棄去培養(yǎng)液,用PBS沖洗3次,加入5mL含有2%FBS的高糖DMEM細(xì)胞維持培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)60h。當(dāng)大約80%~90%的細(xì)胞發(fā)生病變時(shí),收集細(xì)胞。將細(xì)胞置于?20℃和室溫之間反復(fù)凍融。然后,4℃、3000r·min-1下離心30min。收集上清,用0.22μm的微孔濾器過濾,分裝至無菌EP管內(nèi),?80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 細(xì)胞計(jì)數(shù)試劑盒法(CellCountingKit-8,CCK-8)檢測細(xì)胞的活力
將Marc-145或PAMs細(xì)胞接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板(密度為每孔6×103),待長至約80%時(shí),接種100TCID50·mL-1的PRRSV,37℃培養(yǎng)2h。之后,棄掉細(xì)胞培養(yǎng)基上清,分別用含200、100、50、25、12.5、6.25和0μmol·L-1ZnSO4的2%FBS高糖DMEM細(xì)胞維持液培養(yǎng)48h,每個(gè)ZnSO4濃度設(shè)置4個(gè)重復(fù)組。之后,避光加入10μL的CCK-8溶液,37℃培養(yǎng)30min后,用酶標(biāo)儀測定450nm處的吸光度。根據(jù)以下公式計(jì)算細(xì)胞活力:細(xì)胞存活率=(試驗(yàn)組吸光度-空白組吸光度)/(細(xì)胞對(duì)照組吸光度-空白組吸光度)×100%。
1.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR(QuantitativeReal-timePCR,qRT-PCR)檢測PRRSVN基因的拷貝數(shù)
將Marc-145細(xì)胞接種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板(密度為每孔1×105),待長至約80%時(shí),接種100TCID50·mL-1的PRRSV,37℃培養(yǎng)2h。棄掉細(xì)胞培養(yǎng)基上清,分別用含100、50、12.5μmol·L-1ZnSO4的2%FBS高糖DMEM細(xì)胞維持液培養(yǎng)48h后,棄掉細(xì)胞培養(yǎng)基,收集細(xì)胞。之后,用TRIzo(lTaKaRa,北京)提取細(xì)胞總RNA。用反轉(zhuǎn)錄試劑盒(ABM,上海)獲得cDNA。利用2×SYBRGreenqPCRMasterMix(Bimake,上海),通過qRT-PCR測定Marc-145細(xì)胞內(nèi)PRRSVN基因的拷貝數(shù)。PRRSVN基因上游引物為:5'-AGAAGCCCCATTTCCCTCTA-3',下游引物為:5'-CGGATCAGACGCACAGTATG-3'。絕對(duì)定量檢測PRRSV載量時(shí),將本實(shí)驗(yàn)室保存的PRRSVN基因重組質(zhì)粒10倍倍比稀釋8個(gè)梯度,作為標(biāo)準(zhǔn)曲線,加入PRRSVN基因上下游引物,進(jìn)行擴(kuò)增。其中,設(shè)置空白組和PRRSV對(duì)照組,試驗(yàn)單獨(dú)重復(fù)3次。
1.5 Westernblot(WB)檢測PRRSV的表達(dá)
Marc-145細(xì)胞的培養(yǎng)和ZnSO4的處理與本文1.4節(jié)一致。處理完成后,用無菌細(xì)胞刮片刮下細(xì)胞,4000r·min-1離心5min,收集細(xì)胞,用PBS洗滌2次。將細(xì)胞裂解液(RIPA高效裂解液:蛋白磷酸酶抑制劑∶PMSF=100∶1∶1)加入細(xì)胞,劇烈振蕩15s后,超聲處理15min,置于冰上靜置40min,其中,每隔10min劇烈振蕩15s。之后4℃、12000r·min-1離心15min,收集上清。利用BCA蛋白濃度測定試劑盒(BeyotimeBiotechnology,上海)測定上清中總蛋白濃度。
根據(jù)樣品中細(xì)胞總蛋白濃度,分別取30μg總蛋白,加入5×蛋白上樣緩沖液,95℃變性10min。利用12%的SDS-PAGE分離細(xì)胞中的蛋白。電泳結(jié)束后,根據(jù)蛋白Marker的指示,切下目的條帶。將目的條帶電轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,用5%脫脂牛奶封閉2h。加1∶10000稀釋的抗PRRSVN蛋白的單克隆抗體,4℃過夜。之后,用TBST洗滌3次,加入HRP標(biāo)記的羊抗兔二抗,37℃孵育1h。根據(jù)Meilunbio飛科特超敏ECL發(fā)光液(BOSTER,武漢)說明書,制備顯色工作液并顯色。采用Im?ageLab圖像獲取和分析軟件分析數(shù)據(jù)。
1.6 病毒滴度的測定
將Marc-145細(xì)胞接種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板,待長至80%時(shí),接種100TCID50·mL-1的PRRSV,37℃培養(yǎng)2h。棄掉細(xì)胞培養(yǎng)基上清,分別用含100、50、12.5μmol·L-1ZnSO4的2%FBS高糖DMEM細(xì)胞維持液培養(yǎng)48h,收集細(xì)胞,反復(fù)凍融,收集上清,即為PRRSV原液。將PRRSV原液按1∶10、1∶100、1∶1000、1∶10000、1∶100000、1∶1000000、1∶10000000、1∶100000000倍比稀釋,制備為10-1~10-8稀釋度的PRRSV懸液。然后,將Marc-145細(xì)胞接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板,待長至單層時(shí),每孔接種100μL稀釋度為10-1~10-8的PRRSV懸液。之后繼續(xù)培養(yǎng),直至觀察到細(xì)胞病變,通過顯微鏡觀察,記錄病變細(xì)胞數(shù)量,按照Reed-Muench公式:TCID50=(高于50%病變率百分?jǐn)?shù)-50%)/(高于50%病變率百分?jǐn)?shù)-低于50%病變率百分?jǐn)?shù))×稀釋對(duì)數(shù)之間的差+高于50%病變率的稀釋倍數(shù),計(jì)算樣品的病毒滴度。同時(shí),設(shè)置空白組,試驗(yàn)單獨(dú)重復(fù)3次。
1.7 PRRSV黏附和進(jìn)入的測定
將Marc-145細(xì)胞接種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板(密度為每孔1×105),待長至80%時(shí),分別用含100、50、12.5μmol·L-1ZnSO4的2%FBS高糖DMEM細(xì)胞維持液預(yù)處理Marc-145細(xì)胞24h。然后,將不同濃度ZnSO4處理24h的Marc-145細(xì)胞置于4℃預(yù)冷30min,棄掉細(xì)胞培養(yǎng)上清,接種100TCID50·mL-1的PRRSV,分別置于4℃和37℃孵育2h,置于4℃用于評(píng)定PRRSV的黏附,置于37℃用于評(píng)定PRRSV的進(jìn)入[12]。
同時(shí),設(shè)置ZnSO4和PRRSV共孵育處理組。將不同濃度ZnSO4和TCID50·mL-1的PRRSV在37℃共孵育2h,然后,用混合液處理4℃預(yù)冷30min的Marc-145細(xì)胞,分別置于4℃和37℃下處理2h。最后,分別用PBS洗去未結(jié)合的PRRSV病毒粒子,收集細(xì)胞。提取總RNA,通過qRT-PCR測定PRRSVN基因的載量。其中,設(shè)置空白組、無ZnSO4的緩沖液和PRRSV混合液的對(duì)照組,試驗(yàn)單獨(dú)重復(fù)3次。
1.8 PRRSV釋放的測定
將Marc-145細(xì)胞接種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板(密度為每孔1×105),待長至80%時(shí),接種100TCID50·mL-1的PRRSV,37℃培養(yǎng)2h,棄掉細(xì)胞培養(yǎng)基上清,用PBS洗滌3次。然后,用含100μmol·L-1ZnSO4的2%FBS高糖DMEM細(xì)胞維持液分別培養(yǎng)6、8、10、12、16、20、24、36、48、60和72h,收集各組細(xì)胞培養(yǎng)液的上清液,提取上清中的總RNA,通過qRT-PCR測定PRRSVN基因的載量。其中,設(shè)置PRRSV對(duì)照組,試驗(yàn)單獨(dú)重復(fù)3次。
1.9 數(shù)據(jù)分析
利用GraphPadPrismsoftware8.0(GraphPadSoftware,Inc.California,USA)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),通過單因素方差分析法分析各組之間的差異性,Plt;0.05為差異顯著,Plt;0.01、Plt;0.001和Plt;0.0001為差異極顯著。
2結(jié)果與分析
2.1 ZnSO4對(duì)Marc-145和PAMs細(xì)胞的最大安全濃度
利用CCK-8法檢測ZnSO4對(duì)Marc-145(圖1A)和PAMs(圖1B)細(xì)胞活力的影響,由圖1A可見,PRRSV接種Marc-145細(xì)胞48h后,與對(duì)照組相比,200μmol·L-1ZnSO4處理組細(xì)胞活力呈極顯著性降低(Plt;0.0001),細(xì)胞存活率低于50%;100μmol·L-1ZnSO4處理組,細(xì)胞活力無顯著性差異,細(xì)胞存活率高于90%;50、25、12.5、6.25μmol·L-1ZnSO4處理組,細(xì)胞活力均呈升高趨勢(shì),但是,4個(gè)處理間無顯著性差異。使用GraphPadprism8.0計(jì)算可得ZnSO4對(duì)Marc-145細(xì)胞的IC50是173.5μmol·L-1。結(jié)果表明,可選用低于100μmol·L-1的ZnSO4作為處理Marc-145細(xì)胞的濃度。由圖1B可見,PRRSV接種PAMs細(xì)胞48h后,與對(duì)照組相比,200和100μmol·L-1ZnSO4處理組PAMs細(xì)胞活力呈極顯著降低(Plt;0.0001),細(xì)胞存活率分別是60.75%和64.25%,低于90%;50、25、12.5、和6.25μmol·L-1ZnSO4處理組細(xì)胞活力無顯著性差異,存活率均高于90%。使用GraphPadprism8.0計(jì)算可得ZnSO4對(duì)PAMs細(xì)胞的IC50是291.4μmol·L-1。結(jié)果表明:試驗(yàn)可選用低于50μmol·L-1的ZnSO4作為處理PAMs細(xì)胞的濃度。
2.2 ZnSO4和ZnCl2可降低PRRSV的滴度
利用CCID50檢測ZnSO4(圖2A)和ZnCl2(圖2B)對(duì)PRRSV滴度的影響,結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,100、50、12.5μmol·L-1ZnSO4和ZnCl2均可顯著和極顯著性降低PRRSV的滴度(Plt;0.05,Plt;0.01,Plt;0.001,Plt;0.0001),且呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。表明:ZnSO4和ZnCl2均可抑制PRRSV的復(fù)制,Zn2+是抑制PRRSV的有效成分。
2.3 ZnSO4抑制PRRSV在Marc-145細(xì)胞中的復(fù)制
利用qRT-PCR和WB檢測ZnSO4對(duì)Marc-145細(xì)胞中PRRSVN基因和N蛋白表達(dá)的影響(圖3A~圖3C),結(jié)果顯示:利用PRRSVN基因重組質(zhì)粒構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)曲線R2=1。與對(duì)照組相比,不同濃度ZnSO4處理組均可極顯著抑制PRRSVN基因的表達(dá)(Plt;0.01,Plt;0.0001)。與對(duì)照相比,100和50μmol·L-1ZnSO4能極顯著抑制PRRSVN蛋白的表達(dá)(Plt;0.01,Plt;0.0001)。結(jié)果表明:成功構(gòu)建了PRRSVN基因的標(biāo)準(zhǔn)曲線,可用于后續(xù)PRRSVN基因絕對(duì)定量的標(biāo)曲。100、50和12.5μmol·L-1的ZnSO4均能抑制PRRSV在Marc-145細(xì)胞中的復(fù)制,且抑制作用呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。
2.4 ZnSO4抑制PRRSV在PAMs上的復(fù)制
在PRRSV的靶細(xì)胞PAMs上,觀察了ZnSO4對(duì)PRRSV復(fù)制的作用。利用qRT-PCR和WB檢測ZnSO4對(duì)PAMs細(xì)胞中PRRSVN基因和N蛋白表達(dá)的影響(圖4A~圖4B)。結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,50、25和12.5μmol·L-1ZnSO4處理組均可極顯著抑制PRRSVN基因的表達(dá)(Plt;0.0001)。同時(shí),也極顯著抑制了PRRSVN蛋白的表達(dá)(Plt;0.0001)。結(jié)果表明:50、25和12.5μmol·L-1的ZnSO4均能抑制PRRSV在靶細(xì)胞PAMs中的復(fù)制,且抑制作用呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。
2.5 ZnSO4干擾PRRSV的黏附和進(jìn)入
為了確定ZnSO4干擾PRRSV生命周期的階段,本研究探索了ZnSO4對(duì)PRRSV黏附和進(jìn)入的影響。ZnSO4預(yù)處理Marc-145細(xì)胞24h后,接種PRRSV,分別置于4℃和37℃孵育2h,利用qRTPCR檢測PRRSVN基因表達(dá)量的變化(圖5A、5B)。由圖5A和圖5B可見,與對(duì)照組相比,100和50μmol·L-1ZnSO4預(yù)處理24h,接種PRRSV,4℃和37℃孵育2h后,PRRSVN基因的表達(dá)量均呈極顯著性降低(Plt;0.0001);12.5μmol·L-1的ZnSO4預(yù)處理組僅在37℃孵育2h后,PRRSVN基因的表達(dá)量呈極顯著性降低(Plt;0.0001)。結(jié)果表明:ZnSO4既可干擾PRRSV的黏附,也可阻止PRRSV的進(jìn)入,且干擾作用呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。同時(shí),也證明了ZnSO4對(duì)PRRSV的感染具有預(yù)防作用。
為了排除ZnSO4和PRRSV的直接相互作用對(duì)ZnSO4干擾PRRSV黏附和進(jìn)入的影響,設(shè)置了ZnSO4和PRRSV的共孵育試驗(yàn)。兩者共孵育2h后,在Marc-145細(xì)胞中接種PRRSV,分別置于4℃和37℃,利用qRT-PCR檢測PRRSVN基因表達(dá)量的影響(圖5C、5D)。由圖5C可見,不同濃度ZnSO4和PRRSV共孵育2h后,置于4℃,PRRSVN基因的表達(dá)量無顯著變化。表明:ZnSO4和PRRSV的共孵育不干擾PRRSV的黏附。圖5D結(jié)果顯示:與對(duì)照相比,僅100μmol·L-1ZnSO4和PRRSV的共孵育處理組在37℃孵育2h后,PRRSVN基因的表達(dá)量呈極顯著性降低(Plt;0.001,Plt;0.0001)。表明:僅100μmol·L-1ZnSO4和PRRSV的共孵育可顯著抑制PRRSV的進(jìn)入。從而,排除了ZnSO4干擾PRRSV的黏附和進(jìn)入是由于ZnSO4對(duì)PRRSV的直接殺滅作用。
2.6 ZnSO4阻止PRRSV的釋放
利用qRT-PCR檢測ZnSO4對(duì)Marc-145細(xì)胞培養(yǎng)基上清中PRRSVN基因表達(dá)的影響(圖6)。結(jié)果顯示:與對(duì)照相比,除8、20和60h之外,在6、10、12、16、20、36、48和72h,100μmol·L-1ZnSO4可顯著和極顯著抑制細(xì)胞培養(yǎng)基上清中PRRSVN基因的表達(dá)量。表明:ZnSO4可阻止PRRSV的釋放。ZnSO4對(duì)PRRSV的感染具有治療作用。
2.7 QR增強(qiáng)ZnSO4抗PRRSV感染的作用
利用qRT-PCR和WB檢測ZnSO4、QR以及兩者聯(lián)合處理,PRRSVN基因和N蛋白表達(dá)量變化。結(jié)果顯示:與對(duì)照相比,3.125μmol·L-1QR和0.781μmol·L-1ZnSO4單獨(dú)處理,PRRSVN基因表達(dá)量和N蛋白表達(dá)量無顯著變化。然而,與對(duì)照組相比,3.125μmol·L-1QR和0.781μmol·L-1ZnSO4聯(lián)合處理,PRRSVN基因和N蛋白的表達(dá)量呈顯著性降低(Plt;0.05)。表明:QR可增強(qiáng)ZnSO4抗PRRSV感染的作用。
3討論與結(jié)論
PRRSV是一種單股正鏈RNA病毒,具有高度變異性[13]。我國豬群中存在多種PRRSV譜系,包括譜系1、3、5和8[1]。因此,在生產(chǎn)中,接種PRRSV疫苗并不能持續(xù)有效控制PRRS的發(fā)生[3]。所以,研發(fā)抗PRRSV感染的藥物具有重要的科學(xué)實(shí)踐意義。研究表明:Zn能有效抑制RNA病毒的復(fù)制[14]。本研究發(fā)現(xiàn):在Marc-145細(xì)胞中,ZnSO4能顯著地抑制PRRSV的滴度和病毒載量,且抑制作用呈一定的劑量依賴性效應(yīng)。這與Kubo等[15]報(bào)道ZnSO4具有抗H1N1和SARS-CoV-2病毒的作用和Khan等[8]報(bào)道Zn能有效地抑制呼吸道合胞病毒(Respiratorysyncytialvirus,RSV)的復(fù)制的結(jié)果是一致的。這意味著ZnSO4是一種潛在抗PRRSV感染的藥物。
Zn抗病毒感染的作用可能是干擾了病毒復(fù)制的不同階段。本研究發(fā)現(xiàn):ZnSO4預(yù)處理能顯著阻斷PRRSV的黏附和進(jìn)入,且阻斷作用呈一定的劑量依賴效應(yīng),同時(shí),排除了ZnSO4對(duì)PRRSV的直接殺滅作用。這一結(jié)果與Rahaman等[16]證明的Zn通過抑制RSV的吸附和滲透抗RSV的結(jié)果是一致的。Liu等[17]也證實(shí):Zn可以抑制腸道病毒D68(EnterovirusD68,EV-D68)的黏附、進(jìn)入和釋放。Zn阻斷病毒黏附和進(jìn)入的分子機(jī)制可能是由于Zn干擾了病毒糖蛋白介導(dǎo)的膜融合[16],或者由于Zn與受體中的氨基酸發(fā)生配位結(jié)合,影響了病毒糖蛋白-受體的識(shí)別和相互作用[18],進(jìn)而抑制了病毒的復(fù)制。除此之外,ZnSO4也能顯著抑制PRRSV在Marc145細(xì)胞和靶細(xì)胞PAMs中的復(fù)制,且抑制作用較ZnSO4對(duì)PRRSV黏附和進(jìn)入的抑制作用顯著。提示了升高細(xì)胞中Zn含量可能是一種潛在治療PRRSV感染的有效策略。這一結(jié)論與teVelthuis等[5]證明Zn可以抑制馬動(dòng)脈炎病毒(Equinearteritisvirus,EAV)和SARS-CoV病毒在細(xì)胞中的復(fù)制的結(jié)論是一致的。Zn抑制病毒的復(fù)制機(jī)制具有多面性。研究表明:Zn可誘導(dǎo)干擾素刺激基因的表達(dá),合成干擾素,發(fā)揮抗病毒的作用[19]。Panchariya等[20]報(bào)道,Zn可以抑制SARS-CoV-2主要蛋白激酶發(fā)揮抗SARS-CoV-2的作用。teVelthuis等[5]證明Zn通過抑制EAV和SARS-CoVRNA合成酶的活性發(fā)揮抗EAV和SARS-CoV病毒的作用。Zn也可以與SARSCoV-2的RNA依賴性RNA聚合酶和類3C蛋白酶相互作用抑制SARS-CoV-2的復(fù)制[21]。說明Zn可以干擾病毒的黏附和進(jìn)入、阻礙病毒蛋白的加工和阻斷病毒RNA依賴性RNA聚合酶的活性等多種途徑,有效阻斷病毒的感染。
在生產(chǎn)中,日糧中常添加一定量的Zn促進(jìn)豬的生產(chǎn)性能[22]。但是,只有10%~20%的攝入Zn可被吸收。研究表明:在25~60kg的育肥豬日糧中添加50、75和100mg·kg-1ZnSO4,其血液中Zn的濃度分別為2.9、6.6和7.4μmol·L-1,其中,75和100mg·kg-1ZnSO4這2組間并無顯著差異(Pgt;0.05)[23]。同時(shí),仔豬、斷奶仔豬和育肥豬日糧中分別添加50、75和100mg·kg-1ZnSO4,血清中Zn的最高濃度也僅為7.4μmol·L-1[23]。所以,即便日糧中添加一定量的Zn,由于Zn的吸收率較低,生產(chǎn)中也并不能觀察到明顯的抗PRRSV的作用。QR是一種重要的黃酮類化合物,在洋蔥、蘆筍等水果和蘋果櫻桃等水果中含量較高[24-25]。Dabbagh-Bazarbachi等[24]報(bào)道:QR可作為Zn2+載體,促進(jìn)Zn的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn),增加Zn在細(xì)胞內(nèi)的生物利用率。本研究發(fā)現(xiàn):用0.781μmol·L-1ZnSO4處理Marc-145細(xì)胞,無顯著抑制PRRSV復(fù)制的能力。然而,添加3.125μmol·L-1QR之后,則能顯著抑制PRRSV的復(fù)制。意味著QR可以顯著增強(qiáng)ZnSO4抑制PRRSV復(fù)制的能力。Panchariya等[20]報(bào)道:QR可以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)Zn含量的升高,增強(qiáng)Zn抗SARS-CoV-2的作用,且是Zn單獨(dú)抗SARSCoV-2的2倍,這與本研究的結(jié)論是一致的。同時(shí),teVelthuis等[5]利用Zn2+載體吡啶硫酮(Pyrithi?one,PT)增加細(xì)胞內(nèi)Zn濃度,可有效抑制EVA和SARS-CoV病毒的復(fù)制。Liu等[17]利用Zn2+載體二硫代氨基甲酸吡咯烷(Pyrrolidinedithiocarba?mate,PDTC)促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)Zn濃度升高,降低EVD68的載量。說明:利用Zn和QR聯(lián)合使用,通過QR增加細(xì)胞內(nèi)Zn的含量,可能是抗PRRSV病毒治療的潛在有效策略。
綜上所述,ZnSO4通過抑制PRRSV的黏附、進(jìn)入和復(fù)制發(fā)揮抗PRRSV感染的作用,且Zn離子載體QR能促進(jìn)細(xì)胞Zn的吸收,增強(qiáng)Zn抑制PRRSV的作用。為進(jìn)一步明確ZnSO4抗PRRSV感染的分子機(jī)制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);為進(jìn)一步將ZnSO4作為潛在預(yù)防和治療PRRSV感染的有效策略提供理論支持;同時(shí),也為進(jìn)一步探索Zn2+載體QR聯(lián)合Zn抗PRRSV感染的作用和分子機(jī)制提供了依據(jù)。