劉 楊,劉翊忠,李瓊毅
(1.西北民族大學 生物醫(yī)學研究中心,甘肅 蘭州 730030;2.西北民族大學 生命科學與工程學院,甘肅 蘭州 730030)
EMCV是微RNA病毒科心病毒屬的病毒。1945年首次從一只黑猩猩的體內(nèi)分離得到,隨后在多國被相繼報道[1]。懷孕母豬感染EMCV之后可導致木乃伊胎和繁殖機能障礙,臨近分娩時可發(fā)生流產(chǎn)、木乃伊胎增加和小豬離乳前死亡。仔豬感染致死,哺乳小豬致死率甚至可達到100%[2]。較大豬和成豬通常不顯性感染,成豬偶爾發(fā)生死亡。人感染時常呈現(xiàn)散發(fā),患者可表現(xiàn)間歇性頭痛、頸項強直,嘔吐和發(fā)熱[3]。
該病毒可通過多種途徑感染動物和人類,但具體的感染機制目前尚未完全清楚,有報道稱包括EMCV在內(nèi)的心臟病毒可能經(jīng)由內(nèi)吞途徑感染宿主細胞[4]。發(fā)動蛋白可以參與多種內(nèi)吞途徑,為大多數(shù)內(nèi)吞途徑提供動力[5],包括經(jīng)典的網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞途徑,在非網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞途徑中,目前發(fā)現(xiàn)只有小窩蛋白依賴的內(nèi)吞途徑需要發(fā)動蛋白的參與。近年來,越來越多的研究提示發(fā)動蛋白依賴型內(nèi)吞途徑可參與多種病毒感染宿主細胞,如猿猴空泡病毒40、冠狀病毒和口蹄疫病毒等[6]。
人宮頸癌細胞(Hela)、倉鼠腎細胞(BHK-21)、腦心肌炎病毒(EMCV)由甘肅省蘭州市西北民族大學生物醫(yī)學研究中心提供。
凝膠成像系統(tǒng)(GE);酶標儀(Thermo Fisher);Proliferation細胞活力檢測試劑盒購自Gromega公司;鼠源VP1抗體由南京農(nóng)業(yè)大學動物疫病診斷與免疫重點開放實驗室提供;抑制劑Dynasore 購自Abcam公司,MitMab購自Tocris公司。
參考已有文獻將發(fā)動蛋白特異性抑制劑Dynasore和MitMab配置成含F(xiàn)BS的不同濃度工作液,然后作用于Hela細胞24 h。24 h后,按照Proliferation細胞活力檢測試劑盒說明書進行細胞活力檢測,重復三次,篩選兩種抑制劑適宜工作濃度。
1.4.1 特異性抑制劑作用下EMCV攻毒 配置含F(xiàn)BS的適宜濃度的Dynasore和MitMab工作液,作用于Hela細胞1h,1h后進行EMCV攻毒,接毒量為0.1MOI,病毒體積=細胞數(shù)× 0.1MOI/0.7 ×TCID50[7]。接毒1 h后棄去毒液,換為Dynasore和MitMab的細胞維持液。于感染后24 h收集細胞和上清。
1.4.2 Western bolt檢測Hela細胞中VP1含量 收集Hela細胞,RIPA裂解,產(chǎn)物經(jīng)SDS-PAGE電泳后轉(zhuǎn)印至PVDF膜。脫脂奶粉封閉1 h,加入鼠抗VP1一抗(1:5000稀釋),室溫孵育2 h,PBST洗膜5次,每次5 min,再加入HRP標記的山羊抗鼠二抗,室溫孵育1 h,PBST洗膜5次,ECL顯色。
1.4.3 病毒滴度檢測 將收集到的上清10倍梯度稀釋(10-1~10-8)接種于96孔板的BHK-21細胞中,37℃恒溫培養(yǎng)箱中孵育6天,統(tǒng)計病毒感染陽性細胞孔的數(shù)量,Karber法計算病毒滴度。
1.4.4 病毒拷貝數(shù)檢測 實時熒光定量測定上清的病毒拷貝數(shù),TaqMan 實時熒光定量PCR參考本實驗室已建立的方法。
將Hela細胞在含有不同濃度特異性抑制劑Dynasore和MitMab培養(yǎng)基中培養(yǎng)24 h后測定細胞活力。確定Dynasore的適宜工作濃度:25 μM和50μM(圖1A),MitMab的適宜工作濃度2.5 μm 和5.0 μM(圖1B)。
圖 1 細胞活力檢測
2.2.1 Hela細胞中VP1含量檢測結(jié)果 將Dynasore和MitMab處理過的Hela細胞進行EMCV攻毒試驗,收集細胞檢測VP1含量,對檢測結(jié)果進行灰度分析。結(jié)果顯示經(jīng)25 μM和50 μM的Dynasore作用后VP1含量顯著下降(圖2AB),經(jīng)過2.5 μM MitMab作用后VP1下降不明顯(圖2CD),經(jīng)過5.0 μM MitMab作用后VP1含量下降顯著(圖2CD)。
圖 2 VP1蛋白含量檢測
2.2.2 病毒滴度檢測結(jié)果 將Dynasore和MitMab處理過的Hela細胞進行EMCV攻毒試驗,收集上清進行病毒滴度檢測。結(jié)果顯示經(jīng)過25 μM和50 μM的Dynasore作用后病毒滴度均下降明顯(圖3A),經(jīng)2.5 μM和5.0 μM MitMab處理后病毒滴度同樣顯著下降(圖3B)。
圖3 病毒滴度檢測結(jié)果
2.2.3 病毒拷貝數(shù)檢測檢測結(jié)果 上清病毒拷貝數(shù)檢測結(jié)果顯示經(jīng)過25 μM和50 μM Dynasore作用后病毒拷貝數(shù)下降很明顯(圖4A)。經(jīng)2.5 μM和5.0 μM MitMab處理后病毒拷貝數(shù)同樣下降明顯(圖4B)。
圖 4 病毒拷貝數(shù)檢測結(jié)果
選取對細胞活力無影響的抑制劑濃度作用于Hela細胞后進行EMCV攻毒,接毒24 h后收集細胞檢測VP1含量,收集上清液檢測病毒拷貝數(shù)和病毒滴度,分別從蛋白和基因等水平檢測病毒感染狀況。蛋白、病毒拷貝數(shù)和病毒滴度檢測結(jié)果顯示經(jīng)抑制劑Dynasore和MitMab作用后EMCV感染Hela細胞受到抑制,雖然三種檢測結(jié)果中實驗組和對照組之間的差異顯著性不完全相同,但大體的趨勢一致;都可提示發(fā)動蛋白依賴型內(nèi)吞途徑抑制劑Dynasore和MitMab可以抑制病毒感染Hela細胞,證明了EMCV感染Hela細胞依賴于發(fā)動蛋白發(fā)揮作用。
本試驗初步探索了發(fā)動蛋白在EMCV感染Hela細胞中的作用,證明了發(fā)動蛋白參與EMCV感染Hela細胞。這一發(fā)現(xiàn)大大降低了研究EMCV通過內(nèi)吞途徑感染宿主細胞的范圍,可以有針對性的研究網(wǎng)格蛋白和小窩蛋白介導的內(nèi)吞途徑。另外,這一發(fā)現(xiàn)為使用Dynasore和MitMab預防和治療EMCV以及其他通過發(fā)動蛋白依賴型內(nèi)吞途徑感染人與動物的病毒提供了一個可行的思路。隨著發(fā)動蛋白參與病毒感染這一機制研究的不斷深入,有可能從發(fā)動蛋白著手,為防治人與動物的腦心肌炎提供更優(yōu)的方法。