HN蛋白的来源和长度对新城疫病毒生物学特性的影响

发布时间：2017-12-23 16:38

本文关键词：HN蛋白的来源和长度对新城疫病毒生物学特性的影响　出处：《中国农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：新城疫(Newcastle disease,ND)是由新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)引起禽类的一种急性、高度接触性传染病。NDV的血凝素-神经氨酸酶蛋白(Hemagglutinin-neuraminidase protein,HN蛋白)是其表面重要的囊膜糖蛋白之一,它介导了病毒与宿主细胞受体的特异性结合,并且在子代病毒释放和促进细胞膜融合方面也扮演了重要的角色。因此,研究HN蛋白在病毒致病机制中的作用具有重要的意义。HN蛋白在决定病毒毒力和组织嗜性中具有重要作用,但利用不同毒株、甚至不同学者利用相同毒株得出的研究结果存在差异。为系统研究HN蛋白对NDV生物学特性的影响,本研究分别以Class Ⅱ的基因Ⅶ型强毒株SG10和基因Ⅱ型弱毒株LaSota为骨架,利用同源重组和反向遗传操作技术构建了一系列含不同来源HN蛋白的重组NDV,并评价了这些重组病毒的生物学特性和不同来源HN蛋白的活性。研究结果显示,YuHN显著降低了 rSG10的复制效率,SGHN和BJHN显著提高了 rLaSota的前期增殖能力;以强毒株rSG10为骨架的重组NDV毒力均低于亲本病毒,其中rSG10-YuHHN转变为中等毒力毒株,以弱毒株rLaSota为骨架的重组NDV毒力均高于亲本病毒,其中rLaSota-SGHN的毒力升高最为明显;rSG10-YuHN对鸡的致病性明显低于亲本病毒rSG10,rLaSota-SGHN与亲本病毒rLaSota相比对鸡的致病性有所提高;BJHN、LaHN、HBHN、YuHN显著降低了 rSG10的红细胞吸附活性、神经氨酸酶活性和细胞融合能力,SGHN、BJHN显著提高了 rLaSota的红细胞吸附活性、神经氨酸酶活性和细胞融合能力;蛋白水平的不同来源HN蛋白相关生物学活性与病毒水平研究结果一致。结果表明,不同来源HN蛋白对NDV生物学特性影响程度不同;NDV的复制能力、毒力和致病性与其红细胞吸附活性、神经氨酸酶活性和膜融合能力密切相关;HN蛋白的活性决定了 NDV的红细胞吸附活性、神经氨酸酶活性和膜融合能力,进而影响了 NDV的复制能力、毒力和致病性。通过对NCBI数据库中NDV HN蛋白序列进行比对,发现共存在至少12种不同长度的HN蛋白,分别为 570 氨基酸(amino acids,aa)、571 aa、572 aa、577 aa、578 aa、580 aa、581 aa、582 aa、585 aa、586 aa、615aa和616aa。HN蛋白长度的差异是通过改变C端球状区长度来实现的,球状区是HN的主要功能区,长度变化对HN蛋白活性甚至病毒的生物学特性产生怎样的影响有待系统研究。本研究以基因Ⅶ型代表毒株SG10为模式病毒,利用定点突变和反向遗传操作技术构建了一系列含截短和延长HN蛋白的重组NDV,并对其生物学特性和不同长度HN蛋白的活性进行了分析。研究结果显示,与亲本病毒rNDV-SG10-HN571 一致,所有含不同长度HN蛋白重组NDV均属于典型的强毒株;含截短HN蛋白重组NDV(rNDV-SG10-HN567)的增殖能力与亲本病毒相似,含延长HN蛋白重组NDV(rNDV-SG10-HN582和rNDV-SG10-HN616)的增殖能力显著低于亲本病毒;含截短HN蛋白重组NDV(rNDV-SG10-HN567)的受体结合能力、神经氨酸酶活性和细胞融合能力与亲本病毒差异不显著,含延长HN蛋白重组NDV(rNDV-SG10-HN577、rNDV-SG10-HN582 和 rNDV-SG10-HN616)的受体结合能力高于亲本病毒,其神经氨酸酶活性和细胞融合能力均显著低于亲本病毒;蛋白水平的不同长度HN蛋白相关生物学活性与病毒水平研究结果基本一致。结果表明,HN蛋白的长度变化对NDV毒力无明显影响;HN蛋白的延长降低了 NDV的复制能力;HN蛋白的延长提高了 NDV的受体结合能力,降低了 NDV的NA活性和膜融合能力。本研究系统揭示了 HN蛋白对NDV生物学特性的影响,证明HN蛋白影响NDV的毒力、复制能力、组织嗜性和相关生物学活性,其影响程度与HN蛋白的来源有关。HN蛋白的长度影响NDV的生物学特性:HN蛋白的延长显著地影响了 NDV的生物学活性,这种影响降低了 NDV的复制能力而与毒力无关。本研究为进一步阐明NDV致病的分子机制奠定了基础。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S852.65

【参考文献】