摘 要: 為探究Rab32對禽偏肺病毒C型(aMPV/C)復制的影響,將A549細胞接種aMPV/C后進行激光共聚焦顯微鏡觀察,并用Image J軟件對所采集圖像的共定位系數(shù)進行分析;將pCMV-Flag-Rab32、pCMV-Flag、siRab32以及siNC分別轉染A549細胞后接種aMPV/C,分別采用熒光定量PCR(qPCR)、Western blot和TCID50檢測收集樣品中aMPV/C N基因轉錄水平、aMPV/C N和Rab32蛋白的表達水平以及病毒效價;將pCMV-mcherry-Rab32分別與可融合表達GFP的aMPV/C結構蛋白的重組載體共轉染A549細胞,24 h后采用激光共聚焦顯微鏡觀察;將pCMV-Flag-Rab32分別與可融合表達GFP的aMPV/C結構蛋白的重組載體共轉染HEK293T細胞,36 h后收集細胞樣進行免疫共沉淀試驗。結果顯示,Rab32與aMPV/C在細胞質(zhì)中存在明顯的共定位;Rab32與aMPV/C的共定位系數(shù)極顯著高于未接毒組(Plt;0.01);過表達Rab32后aMPV/C N基因轉錄水平,Rab32和N蛋白表達水平以及病毒效價均極顯著升高(Plt;0.01);而干擾Rab32表達后,N基因的轉錄水平,Rab32和N蛋白的表達水平以及病毒效價均極顯著降低(Plt;0.01);Rab32可與多個aMPV/C 蛋白(N、F、M、G、SH、P、M2-1、M2-2、L1、L2、L4)在細胞質(zhì)中存在共定位,而與L3蛋白無明顯共定位;IP樣品中表達N和M2-2蛋白的樣品出現(xiàn)特異性條帶,其他蛋白無特異性條帶。綜上表明Rab32可能通過與aMPV/C N和M2-2蛋白之間的互作從而調(diào)控病毒的復制。相關研究結果可為深入闡明Rab32調(diào)控aMPV/C復制的分子機理提供研究基礎。
關鍵詞: Rab32;禽偏肺病毒C型;復制;表達水平;互作
中圖分類號: S852.659.5
文獻標志碼:A 文章編號: 0366-6964(2024)09-4041-10
Effect of Rab32 on the Replication of Avian Metapneumovirus Type C
FENG" Xufei 4, QI" Yuxiang3, YU" Hanzhe3, ZHANG" Zhengzhou3, WANG" Rujia3, MENG" Chuang4, DONG" Kui1,2*
(1.School of Public Health,Shanxi Medical University, Taiyuan 030001," China;
2.College of veterinary medicine (institute of comparative medicine), Yangzhou University,
Yangzhou 225009," China;
3.Jiangsu Co-Innovation Center for Prevention and Control of Important Animal Infectious Diseases and Zoonoses, Yangzhou University,
Yangzhou 225009," China;
2. Key Laboratory of Coal Environmental Pathogenicity and Prevention of Ministry of Education,
Shanxi Medical University, Taiyuan, 030001, China;
3. College of Veterinary
Medicine (Institute of Comparative Medicine), Yangzhou University, Yangzhou 225009, China;
4.Jiangsu Key Laboratory of Zoonosis, Yangzhou University, Yangzhou 225009," China)
Abstract:" To investigate the effect of Rab32 on the replication of avian metapneumovirus type C (aMPV/C), confocal images were obtained and co-localization coefficients were analyzed by Image J software after infected with A549 cells by aMPV/C. Furthermore, the plasmids of pCMV-Flag-Rab32 or pCMV-Flag as well as siRab32 or siNC RNA sequences were transfected into A549 cells before aMPV/C infection, respectively. The transcription level of aMPV/C N gene, the expression level of aMPV/C N and Rab32 proteins, and the viral titers in collected samples were detected by quantitative real-time PCR (qPCR), Western blot, and the half tissue culture infective dose (TCID50) method, respectively. Then, the plasmids of pCMV-mcherry-Rab32 and GFP-tagged aMPV/C proteins were co-transfected into A549 cells before conducting confocal imaging, respectively. Subsequently, the plasmids of pCMV-Flag-Rab32 and GFP-tagged aMPV/C proteins were co-transfected into HEK293T cells before collecting cell samples at 36 h post-transfection and conducting the co-immunoprecipitation assay. The results showed that obvious co-localized fluorescent signals of Rab32 and aMPV/C were observed in the cytoplasm. The co-localization coefficients of Rab32 and N proteins were significantly higher than that of mock-infected group. The transcription level of the N gene, the expression level of Rab32 and N proteins, and the viral titers were significantly increased (Plt;0.01) after overexpression of Rab32, respectively. On the contrary, the transcription level of the N gene, the expression level of Rab32 and N proteins, and the viral titers were significantly decreased (Plt;0.01) after knockdown expression of Rab32, respectively. Obvious co-localized fluorescent signals of Rab32 and aMPV/C proteins (N, F, M, G, SH, P, M2-1, M2-2, L1, L2, and L4) were observed in the cytoplasm, while scarcely co-localized signals of Rab32 and L3 protein were found. Specific bands of N and M2-2 proteins were found in immunoprecipitation samples while no bands of other GFP-tagged aMPV/C proteins were found. These results indicating that Rab32 interacts with aMPV/C N and M2-2 proteins. In summary, Rab32 might affect aMPV/C replication by interacting with multiple viral proteins (N and M2-2). The relevant results can provide the basis for elucidating the mechanism of Rab32 regulating aMPV/C replication via protein interaction.
Key words: Rab32; avian metapneumovirus type c; replication; expression level; interaction
*Corresponding author:" DONG Kui, E-mail: sxdongkui@163.com
禽偏肺病毒C型(avian metapneumovirus type C,aMPV/C)屬于副黏病毒科,肺炎病毒亞科,偏肺病毒屬,是一種單股負鏈RNA病毒,其基因組大小約13 kb,共編碼9個結構蛋白,分別為核蛋白(N)、磷蛋白(P)、囊膜蛋白(M)、融合蛋白(F)、小膜蛋白1(M2-1)、小膜蛋白2(M2-2)、小疏水蛋白(SH)、糖蛋白(G)、大蛋白(L)。鳥類感染該病毒后可引起明顯的產(chǎn)蛋量降低和呼吸道癥狀。在我國,雞群和鴨群體內(nèi)均檢測到該病毒的感染,嚴重威脅我國家禽養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展[1-3]。
Rab蛋白是一大類GTP酶依賴性膜運輸相關蛋白。目前為止,哺乳動物體內(nèi)共鑒定出大約60個不同的Rab成員。這些Rab蛋白定位于不同的細胞器/亞細胞區(qū)室,與真核細胞內(nèi)的貨物分選、囊泡出芽、囊泡形成、囊泡運輸以及囊泡與靶膜的對接、系結和融合等生物學過程密切相關[4]。其中,Rab32在調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與其他細胞器(如線粒體、高爾基體)的接觸、自噬體的形成以及溶酶體相關細胞器(如黑素體)的生物過程中發(fā)揮了重要的作用[5-6]。此外,Rab32 也參與了調(diào)控病原對宿主的感染過程。研究顯示,Rab32可特異性靶定于包裹沙門菌的囊泡膜上,抑制宿主細胞內(nèi)鼠傷寒沙門菌的復制[7]。而沙門菌的SopD2蛋白在不改變宿主細胞內(nèi)Rab32總量的情況下,以抑制Rab32向包裹沙門菌囊泡膜招募的方式促進其復制[8]。同樣,Rab32可定位于結核分枝桿菌的吞噬體表面,招募組織蛋白酶D(一種溶酶體蛋白酶)靶向該吞噬體的轉運,抑制該病原的進一步感染與復制[9]。然而,Rab32 是否影響aMPV/C的復制目前尚不清楚。因此,該研究聚焦于宿主因子Rab32,旨在探索Rab32是否參與調(diào)控aMPV/C的復制。
1 材料與方法
1.1 細胞、質(zhì)粒及病毒
本研究所使用的細胞系分別為人胚腎細胞(HEK-293T)、非洲綠猴腎細胞(Vero)、人非小細胞肺癌細胞(A549)。重組質(zhì)粒pCMV-Flag-Rab32、pCMV-Flag、pCMV-GFP-C3、pCMV-mcherry-Rab32以及融合表達GFP的aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L3、L4)的重組質(zhì)粒均由本實驗室保存。aMPV/C JC株由本實驗室保存[10]。
1.2 主要試劑
HiScript III 1st Strand cDNA Synthesis Kit (+gDNA wiper)、Taq Pro Universal SYBR qPCR Master Mix、CCK-8 Cell Counting Kit、Trizol裂解液、180 kDa Plus Prestained Protein Marker以及ECL 化學發(fā)光試劑盒均購自南京諾唯贊生物科技股份有限公司;aMPV/C N蛋白鼠單克隆抗體(mAb),由本實驗室自制并保存;Flag mAb、GFP mAb、GAPDH 兔多克隆抗體(pAb)以及Rab32 pAb均購自艾比瑪特醫(yī)藥科技(上海)有限公司;HRP標記的山羊抗鼠IgG抗體、HRP標記的山羊抗兔IgG抗體、Alex488標記的驢抗兔IgG抗體、Alex546標記的驢抗鼠IgG抗體均購自上海生工生物有限公司;轉染試劑jet PRIME和INTERFERin均購自上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司;RIPA蛋白裂解液、NP-40蛋白裂解液以及4×蛋白上樣緩沖液均購自碧云天生物技術有限公司;Rab32 siRNA(GCUAGUGGCUCUGUAACUUTT)和siNC(UUCUCCGAACGUGUCACGU)均購自蘇州吉瑪生物技術有限公司。
1.3 引物的設計與合成
分別根據(jù)NCBI中人源GAPDH mRNA(NM_002046.7)和aMPV/C JC株N基因(MZ274340.1)序列,分別設計一對引物用于定量擴增GAPDH和 aMPV/C N基因。引物由擎科生物科技有限公司合成(表1)。
1.4 Rab32與aMPV/C的共定位分析
將A549細胞(1×104個·孔-1)接種于共聚焦小皿中,待其匯合度達到60%以上時接種aMPV/C(MOI 1),感染48 h后收集細胞樣品。經(jīng)40 g·L-1多聚甲醛固定,2 mL·L-1 Triton X-100 37℃破膜和50 g·L-1脫脂奶室溫封閉2 h后,用aMPV/C N mAb和Rab32 pAb(1∶100)4℃孵育過夜,經(jīng)Alex546標記的驢抗鼠IgG和Alex488標記的驢抗兔抗體(1∶400)室溫孵育2 h,DAPI染色15 min后,用激光共聚焦顯微鏡觀察和拍照。同時設置無病毒感染對照。隨后用Image J軟件對aMPV/C N蛋白和Rab32的共定位系數(shù)進行分析。
1.5 細胞活力的測定
按照CCK-8 Cell Counting Kit的操作指南測定細胞活力。測定方法如下:將A549細胞(1×103個·孔-1)接種于96孔板中,待其匯合度達到80%左右時采用轉染試劑jet PRIME(或INTERFERin)分別將pCMV-Flag-Rab32和pCMV-Flag(siRab32或siNC)(0.5 μg·孔-1)分別轉染A549細胞,24 h后棄液,加入110 μL CCK-8溶液,37 ℃ CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)孵育4 h后采用多功能酶標儀(TECAN P200)測量各孔的OD450 nm吸光值。同時設置未轉染對照,每個處理重復8孔。
1.6 過表達Rab32對aMPV/C復制影響的檢測
將A549細胞接種到6孔板中(1×105 個·孔-1),待其匯合度達到70%左右時利用轉染試劑jet PRIME將pCMV-Flag-Rab32和pCMV-Flag(2 μg·孔-1)分別轉染A549細胞,24 h后接種aMPV/C(MOI 1),感染48 h后收集細胞上清和細胞樣品。
將部分細胞樣品利用Trizol裂解法提取總RNA,按照HiScript III 1st Strand cDNA Synthesis Kit (+gDNA wiper) 操作說明將提取的RNA反轉錄為cDNA。以cDNA為模板,利用表1中引物和Taq Pro Universal SYBR qPCR Master Mix進行實時熒光定量PCR(qPCR)檢測aMPV/C N基因的轉錄水平,結果采用2-ΔΔCt法進行分析。
將另一部分細胞樣品用適量RIPA裂解液冰上裂解30 min,12 000×g離心10 min后收集上清,加入適量4×蛋白上樣緩沖液,用12% SDS-PAGE膠進行蛋白電泳。將分離的蛋白轉印到NC膜上,經(jīng)50 g·L-1脫脂奶室溫封閉2 h,特異性一抗(GAPDH pAb、aMPV/C N mAb、Rab32 pAb)(1∶500)4℃孵育過夜,隨后用HRP標記的(山羊抗鼠IgG與山羊抗兔IgG)二抗(1∶5 000)室溫孵育2 h,滴加適量ECL顯色液進行顯示,用蛋白成像儀(AI800, GE生命科學)采集圖像。采用Image J軟件分析蛋白條帶的灰度值,檢測aMPV/C N的相對表達水平。
將收集的細胞上清進行10倍系列稀釋,然后加入鋪有單層Vero細胞的96孔板中(100 μL·孔-1),48 h后用40 g·L-1多聚甲醛固定30 min,經(jīng)2 mL·L-1 Triton X-100破膜和50 g·L-1脫脂奶封閉后,用aMPV/C N mAb(1∶100)4℃孵育過夜,用Alex546標記的驢抗鼠IgG抗體(1∶400)室溫孵育2 h后用熒光倒置顯微鏡觀察并計算熒光陽性孔數(shù)。病毒滴度(TCID50)按照Reed and Muench 法進行測定[11]。
1.7 干擾Rab32的表達對aMPV/C復制影響的檢測
將A549細胞接種到6孔板中(1×105個·孔-1),待其匯合度達到60%左右時利用轉染試劑INTERFERin將siRab32和siNC(40 nmol·L-1)分別轉染到A549細胞內(nèi),24 h后接種aMPV/C(MOI 1),感染48 h后收集細胞上清和細胞樣品。按照“1.4”中樣品處理方法用qPCR、Western blot、TCID50分別測定aMPV/C N基因轉錄水平、aMPV/C N表達水平以及病毒滴度。
1.8 Rab32與aMPV/C各蛋白在A549細胞中的共定位分析
將A549細胞(1×104個·孔-1)接種于共聚焦小皿中,待其匯合度達到60%左右時利用轉染試劑jet PRIME將pCMV-mcherry-Rab32分別與表達融合GFP標簽的aMPV/C蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L3、L4)的質(zhì)粒共轉染A549細胞,24 h后用40 g·L-1多聚甲醛固定,經(jīng)DAPI染色后用激光共聚焦顯微鏡觀察Rab32與aMPV/C各蛋白的共定位。隨后用Image J軟件對aMPV/C N蛋白和Rab32的共定位系數(shù)進行分析。
1.9 Rab32與aMPV/C的相互作用的免疫共沉淀
將239T細胞接種到6孔板中(1×105 個·孔-1),待其匯合度達到70%左右時利用轉染試劑jet PRIME將pCMV-Flag-Rab32分別與表達融合GFP標簽的aMPV/C蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L4)的質(zhì)粒共轉染HEK293T細胞。其中,pCMV-Flag-Rab32和pCMV-GFP-C3共轉染HEK293T細胞為對照組。36 h后收集細胞樣品,使用NP-40裂解液冰上裂解30 min,12 000×g離心15 min收集上清液,一部分做input樣品,另一部分上清蛋白樣品用proteinA/G瓊脂糖珠孵育2 h,3 000×g離心5 min后收集上清液,用Flag或GFP抗體標記的瓊脂糖珠4℃孵育過夜,3 000×g離心5 min后沉淀用NP-40裂解液洗滌3次,加入適量4×蛋白上樣緩沖液后,按照“1.4”中方法進行Western blot分析。其中,一抗為(Flag mAb、GFP mAb)(1∶500)。
1.10 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析
本研究中所有試驗數(shù)據(jù)均來自于3次重復的結果,所有結果均采用“平均值±標準差(±s)”表示,采用Graphpad prism 7軟件中t-test分析各組試驗數(shù)據(jù)的差異性,采用origin 2018軟件繪圖,**表示差異極顯著,即Plt;0.01。
2 結 果
2.1 Rab32與aMPV/C共定位的共聚焦檢測
激光共聚焦顯微鏡成像結果顯示,Rab32蛋白在細胞質(zhì)中表達后呈點狀綠色熒光,aMPV/C N蛋白在細胞質(zhì)中表達后呈小點狀的紅色熒光,Rab32與aMPV/C N蛋白的熒光存在明顯的共定位,而未接毒對照組無紅色熒光信號,也無重疊的黃色熒光(圖1A)。進一步用Image J軟件對綠色和紅色熒光的共定位系數(shù)的分析結果顯示,接種aMPV/C組的共定位系數(shù)極顯著高于未接毒組(Plt;0.01)(圖1B)。
為了分析Rab32是否參與調(diào)控aMPV/C的復制,將A549細胞感染aMPV/C后進行激光共聚焦成像。結果顯示,Rab32蛋白在細胞質(zhì)中表達后呈點狀(綠色),aMPV/C N蛋白在細胞質(zhì)中同樣表達后呈小點狀(紅色),Rab32與aMPV/C N蛋白的熒光信號存在重疊現(xiàn)象,而未接毒對照組未發(fā)現(xiàn)明顯的N蛋白表達信號,也無重疊的熒光(圖1A),表明Rab32與aMPV/C N蛋白存在共定位。進一步用Image J軟件對共聚焦圖片的共定位系數(shù)分析結果顯示,接種aMPV/C組的共定位系數(shù)極顯著高于未接毒組(Plt;0.01)(圖1B),表明Rab32可能參與調(diào)控aMPV/C的復制。
2.2 過表達Rab32對aMPV/C復制的影響
樣品檢測結果顯示,轉染pCMV-Flag-Rab32和pCMV-Flag后的細胞與未轉染的細胞之間的細胞活力無明顯差異(Pgt;0.05)(圖2A);與未接毒對照組相比,接種aMPV/C后可在約40 ku位置出現(xiàn)一條特異性的N蛋白條帶(圖2B);與轉染pCMV-Flag的樣品相比,轉染pCMV-Flag-Rab32的樣品中Rab32蛋白的表達水平明顯增加(圖2B),其中,N蛋白的表達水平極顯著增加(Plt;0.01)(圖2C);qPCR檢測結果顯示,轉染pCMV-Flag-Rab32的樣品中aMPV/C N基因轉錄水平極顯著高于轉染pCMV-Flag的樣品(Plt;0.01)(圖2D);TCID50檢測結果顯示,轉染pCMV-Flag-Rab32的樣品中病毒滴度極顯著高于轉染pCMV-Flag的樣品(Plt;0.01)(圖2E)。為了分析增加Rab32表達后對aMPV/C復制的影響,將pCMV-Flag-Rab32或pCMV-Flag轉染A549細胞后接種aMPV/C,48 h后分別用qPCR、Western blot和TCID50檢測aMPV/C N基因轉錄水平、 aMPV/C N蛋白(Rab32蛋白)表達水平和病毒效價。結果顯示,轉染pCMV-Flag-Rab32或pCMV-Flag后的細胞與未轉染細胞之間的細胞活力無明顯差異(Pgt;0.05)(圖2A),表明本試驗中轉染pCMV-Flag-Rab32或pCMV-Flag無細胞毒性;接種aMPV/C后可檢測到特異性的N蛋白條帶(約40 ku),而未接毒對照組無此現(xiàn)象(圖2B);轉染pCMV-Flag-Rab32的樣品中Rab32蛋白的表達水平與轉染pCMV-Flag的樣品相比發(fā)生了明顯的升高(圖2B),其中,N蛋白的表達水平也出現(xiàn)了相同的現(xiàn)象(Plt;0.01)(圖2C);與轉染pCMV-Flag組相比,轉染pCMV-Flag-Rab32的樣品中aMPV/C N基因轉錄水平極顯著升高(Plt;0.01)(圖2D);細胞上清中的病毒滴度也發(fā)生了相同的趨勢(Plt;0.01)(圖2E)。結果表明,過表達Rab32表達促進aMPV/C的復制。
2.3 干擾Rab32表達對aMPV/C復制的影響
為了探究干擾Rab32表達對aMPV/C復制的影響,將siRab32和siNC分別轉染A549細胞后接種aMPV/C,48 h后收集細胞樣品和上清,分別用qPCR檢測aMPV/C N基因轉錄水平、Western blot檢測aMPV/C N蛋白表達水平、TCID50檢測病毒效價。結果顯示,轉染siRab32和siNC后的細胞與未轉染細胞之間的細胞活力無明顯差異(Pgt;0.05)(圖3A);與未接毒對照組相比,接種aMPV/C后可在約40 ku位置出現(xiàn)一條特異性的N蛋白條帶(圖3B);與轉染siNC的樣品相比,轉染siRab32的樣品中組Rab32蛋白的表達水平明顯降低(圖3B),其中,N蛋白的表達水平極顯著減少(Plt;0.01)(圖3C);qPCR檢測結果顯示,轉染siRab32的樣品中aMPV/C N基因轉錄水平極顯著低于轉染siNC的樣品(Plt;0.01)(圖3D);TCID50檢測結果也發(fā)現(xiàn),轉染siRab32的樣品中病毒滴度極顯著低于轉染siNC的樣品(Plt;0.01)(圖3E)。表明,干擾Rab32表達抑制aMPV/C的復制。
為了分析降低Rab32表達后對aMPV/C復制的影響,將siRab32或siNC轉染A549細胞后接種aMPV/C,48 h后分別用qPCR、Western blot和TCID50檢測aMPV/C N基因轉錄水平、 aMPV/C N蛋白(Rab32蛋白)表達水平和病毒效價。結果顯示,轉染siRab32或siNC后的細胞與未轉染細胞之間的細胞活力無明顯差異(Pgt;0.05)(圖3A),表明本試驗中轉染siRab32或siNC無細胞毒性;接種aMPV/C后可檢測到特異性的N蛋白條帶(約40 ku),而未接毒對照組無此現(xiàn)象(圖3B);轉染siRab32的樣品中Rab32蛋白的表達水平與轉染siNC的樣品相比發(fā)生了明顯的降低(圖3B),其中,N蛋白的表達水平也出現(xiàn)了相同的現(xiàn)象(Plt;0.01)(圖3C);與轉染siNC組相比,轉染siRab32的樣品中aMPV/C N基因轉錄水平極顯著降低(Plt;0.01)(圖3D);細胞上清中的病毒滴度也發(fā)生了相同的趨勢(Plt;0.01)(圖3E)。結果表明,干擾Rab32表達抑制aMPV/C的復制。
2.4 Rab32與aMPV/C 各蛋白的共定位分析
為探究Rab32與aMPV/C各蛋白是否存在共定位,將pCMV-mcherry-Rab32分別與表達融合GFP的aMPV/C各蛋白和pCMV-GFP-C3轉染A549細胞,24 h后利用激光共聚焦顯微鏡成像。結果顯示,Rab32蛋白呈紅色表達于細胞質(zhì)中;aMPV/C N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L3、L4和GFP蛋白呈綠色主要在細胞質(zhì)中表達;Rab32與多個aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L3)存在熒光信號共定位,而Rab32與aMPV/C L3蛋白或轉染vector的GFP蛋白無明顯的共定位(圖4A)。進一步用Image J對共聚焦圖像的共定位系數(shù)進行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn),Rab32與多個aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L4)之間的共定位系數(shù)極顯著高于Rab32與Vector(Plt;0.01),而Rab32和L3蛋白之間的共定位系數(shù)與Rab32和Vector之間無明顯差異(Pgt;0.05)(圖4B)。表明,Rab32可以與多個aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L3)存在共定位為分析Rab32與aMPV/C各蛋白是否存在共定位現(xiàn)象,將pCMV-mcherry-Rab32分別與攜帶GFP標簽的aMPV/C各蛋白或pCMV-GFP-C3(Vector)轉染A549細胞,24 h后進行激光共聚焦觀察。結果顯示,Rab32蛋白可在細胞質(zhì)中表達(紅色);aMPV/C各蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L3、L4)均在細胞質(zhì)中表達(綠色)而Vector中GFP蛋白均勻表達于細胞核與細胞質(zhì)中; Rab32與多個aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L4)的熒光信號存在重疊,而Rab32與aMPV/C L3蛋白或Vector的GFP蛋白無明顯的熒光信號重疊現(xiàn)象(圖4A)。進一步用Image J進行共定位系數(shù)分析結果顯示Rab32與多個aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L4)之間的共定位系數(shù)極顯著高于Rab32與Vector(Plt;0.01),而Rab32與L3蛋白或Vector之間的共定位系數(shù)無明顯差異(Pgt;0.05)(圖4B)。表明,Rab32可以與多個aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L4)存在共定位。
2.5 Rab32與aMPV/C結構蛋白相互作用的免疫共沉淀分析
將pCMV-Flag-Rab32分別與表達融合GFP的aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L4)共轉染HEK293T細胞,隨后進行Co-IP試驗。結果顯示,Input樣品中Rab32和aMPV/C的結構蛋白分別與Flag抗體或GFP抗體結合后出現(xiàn)特異性條帶,表明Rab32和aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L3)在HEK293T細胞中均獲得了高效表達(圖5)。" IP結果顯示,共轉染pCMV-Flag-Rab32和表達融合GFP的aMPV/C N或M2-2蛋白的細胞樣品,分別與Flag MAb或GFP MAb反應后出現(xiàn)了特異性條帶,而其他樣品(N、F、M、G、SH、M2-2、L1、L2、L4、C3)均無特異性條帶(圖5),進一步表明Rab32與aMPV/C N和M2-2蛋白存在特異性相互作用。
將pCMV-Flag-Rab32分別與攜帶GFP標簽的aMPV/C各結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L4)共轉染HEK293T細胞,隨后按照常規(guī)方法進行Co-IP試驗。結果顯示,Input樣品中分別用Flag抗體和GFP抗體孵育后檢測到Rab32和aMPV/C各結構蛋白的特異性條帶,表明Rab32和aMPV/C結構蛋白(N、P、F、SH、G、M、M2-1、M2-2、L1、L2、L3)在HEK293T細胞中均成功表達(圖5)。共轉染pCMV-Flag-Rab32和攜帶GFP標簽的aMPV/C N或M2-2質(zhì)粒的IP細胞樣品經(jīng)Flag MAb或GFP Mab孵育后檢測到特異性條帶,而其他樣品(F、M、G、SH、P、M2-1、L1、L2、L4、C3)均未檢測到特異性條帶(圖5),進一步表明Rab32與aMPV/C N和M2-2蛋白存在相互作用。
3 討 論
aMPV/C最早在美國患有呼吸道疾病的火雞中被發(fā)現(xiàn)[12],此后各國的研究人員從綠頭鴨、番鴨、野雞、珍珠雞、鴕鳥、鵝以及一些野生鳥類中分離到該病原[13-16]。在中國,自1999年首次發(fā)現(xiàn)aMPV感染以來[3],研究人員開展了一系列的血清學調(diào)查,結果表明aMPV已在雞群中流行[17-18]。2013年,研究人員首次從中國東南地區(qū)患有急性呼吸道疾病的當?shù)?0日齡肉雞中分離出一株aMPV/C(JC株)[10]。該毒株的成功分離為深入探究aMPV/C的致病機理提供了重要的生物材料。盡管Vero細胞是培養(yǎng)aMPV/C常用的細胞系,該細胞是否為擴增aMPV/C的最佳細胞仍不是很清楚。研究人員利用17種不同細胞對從明尼蘇達州分離的aMPV/C毒株的生長情況進行了評估,細胞病變(CPE)結合免疫熒光的檢測結果發(fā)現(xiàn),aMPV/C在BGM、QT-35和DF-1細胞中生長后可獲得較高的病毒滴度[19]。然而aMPV/C是否可感染A549細胞,目前尚不清楚。該研究發(fā)現(xiàn)aMPV/C不僅可感染A549細胞,而且可利用A549細胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)完成子代病毒的復制(圖2、3)。研究人員利用該毒株接種BALB/c小鼠后發(fā)現(xiàn),aMPV/C可在小鼠肺中進行高效的復制,肺部炎癥因子和趨化因子(MCP-1、MIP-1α、RANTES、IL-1β、IFN-γ和TNF-α)的表達水平也顯著上調(diào)[20]。這些結果提示,aMPV/C可能為一種潛在的人畜共患病原體。
Rab超家族中的成員以GTP酶依賴的方式在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復合體、核內(nèi)體以及質(zhì)膜的運輸中發(fā)揮作用。如:Rab1、Rab2、Rab6和Rab33等Rabs可以調(diào)節(jié)高爾基復合體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體網(wǎng)絡以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間囊泡的順行和逆行運輸。然而,一部分Rabs (Rab32或Rab24)不僅調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與其他細胞器(如線粒體)的接觸,還調(diào)節(jié)自噬體的形成[5]。研究人員通過過表達GTP結合形式的Rab32(Rab32 WT與Rab32Q85L)或GTP非結合形式的Rab32(Rab32T39N-和rab32N143I),發(fā)現(xiàn)Rab32不僅通過影響LC3的募集來調(diào)節(jié)自噬體的形成,而且還會影響聚合體的形成[4-5]。Wang等[21]進一步研究發(fā)現(xiàn)Rab32通過影響果蠅體內(nèi)自噬的發(fā)生,從而調(diào)控果蠅的脂質(zhì)儲存。Rab32也參與了調(diào)控腫瘤的侵襲。有研究表明,Rab32將Drp1從細胞質(zhì)轉運到線粒體,并招募ERK1/2,激活Drp1的ser616位點,進而介導線粒體分裂,促進星形膠質(zhì)瘤的間質(zhì)轉移、遷移和侵襲[22]。此外,Rab32在抑制細胞內(nèi)病原菌的擴散方面也發(fā)揮重要作用[23]。研究表明Rab32可特異性靶向囊泡包裹的胞內(nèi)細菌,在抑制細菌的增殖和擴散中發(fā)揮作用[7-9]。同樣,Rab32在宿主抗病毒感染過程中也發(fā)揮了作用。研究發(fā)現(xiàn),HCV感染后促進了Rab32蛋白和mRNA的表達,進一步研究發(fā)現(xiàn),HCV感染后可導致GTP結合型Rab32向GDP結合性Rab32的轉變,引起GDP結合型Rab32的累積,降低了Rab32的降解。而GDP結合的Rab32通過與HCV核心蛋白的相互作用,將病毒核心蛋白運輸?shù)郊毎酥艿牟《竞铣晌稽c,從而利用病毒粒子的組裝[24]。該研究發(fā)現(xiàn),過表達Rab32顯著增加了aMPV/C N基因的轉錄水平、N蛋白的表達和子代病毒的數(shù)量(圖2),而干擾Rab32顯著降低了aMPV/C N基因的轉錄水平、N蛋白的表達和子代病毒的數(shù)量(圖3)。結合激光共聚焦顯微鏡成像結果(圖1)可知,Rab32參與調(diào)控aMPV/C的復制。進一步利用激光共聚焦顯微鏡成像和免疫共沉淀技術,發(fā)現(xiàn)Rab32可與aMPV/C N和M2-2蛋白發(fā)生互作(圖4、5)。該結果與HCV感染過程中Rab32發(fā)揮的作用相似[24]。由此推測,宿主因子Rab32在促進子代病毒的有效組裝過程中發(fā)揮作用,該猜想需要通過設計一系列的試驗來驗證,也是本研究后續(xù)開展的主要側重點。
4 結 論
Rab32可能通過與aMPV/C N和M2-2蛋白之間的相互作用從而調(diào)控aMPV/C 的復制,相關研究結果可為深入探索Rab32調(diào)控aMPV/C復制的分子機理提供研究基礎,也可為進一步探究Rab32是否參與調(diào)控其他肺炎病毒感染提供參考信息。
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(編輯 白永平)