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《北京协和医学院》 2016年
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利用小鼠模型分析A型流感病毒致病性分子基础

于志君  
【摘要】:近年来A型流感病毒感染人事件频频发生,其中既有人流感病毒人间大流行疫情,如2009年的甲型H1N1流感大流行,也有禽流感病毒跨种传播感染人的事件,如1997年的香港H5N1亚型高致病性禽流感事件和2013年的H7N9亚型禽流感感染人的事件。上述事件说明A型流感病毒对公共卫生安全构成严重威胁。因此,加强对A型流感病毒哺乳动物致病性的研究显得极为重要。开展A型流感病毒哺乳动物致病性分子基础的研究可为及时发现新出现的高致病性流感病毒提供分子标记,增强对流感病毒的监测能力,同时还可提升对流感病毒的认知。小鼠模型广泛用于评价流感病毒对哺乳动物的致病性。本研究通过流感病毒的鼠肺连续传代、病毒全基因组测序、关键氨基酸位点反向遗传学验证、动物攻毒及体外和体内复制动力学等实验对2009年甲型H1N1流感病毒、H1N2亚型禽流感病毒、H3N2亚型禽流感病毒、H5N5亚型禽流感病毒和H5N8亚型禽流感病毒哺乳动物致病性分子基础开展了系列研究。首先,选择曾引起流感大流行的2009年甲型H1N1流感病毒作为研究目标,在通过鼠肺连续传代获得对小鼠表现出高致病性的毒株的基础上,通过反向遗传技术,拯救出一系列重组甲型H1N1流感病毒,继而以小鼠体重变化、小鼠生存率、小鼠半数致死量、病毒组织嗜性、体内复制动力学和体外复制动力学等作为指标来分析2009年甲型H1N1流感病毒哺乳动物强致病性分子基础。实验结果表明,小鼠感染携带PB1-T296R突变位点的重组甲型H1N1流感病毒rXD-PB1-296R后发病率和死亡率显著提高;重组病毒rXD-PB1-296R在小鼠肺脏和MDCK细胞上的复制能力显著提高;重组病毒rXD-PB1-296R能在小鼠脑内复制;重组病毒rXD-PB1-296R对小鼠的毒力较亲本病毒提高1000倍。以上实验结果表明,PB1-T296R突变是已具备高效感染人能力的2009年甲型H1N1流感病毒对小鼠这一哺乳动物模型产生高致病性的分子基础。在上述研究的基础上,我们选择了H1N2、H3N2、H5N5和H5N8亚型禽流感病毒作为研究目标开展了禽流感病毒对哺乳动物致病性的分子基础研究。将H1N2、 H1N2、H5N5(?)H5N8亚型禽流感病毒分别感染BALB/c小鼠并进行鼠肺连续传代,成功获得了H1N2、H3N2、H5N5和H5N8亚型禽流感病毒鼠适应株,证明H1N2、 H3N2、H5N5 和 H5N8亚型禽流感病毒可通过适应性进化获得对哺乳动物高致病性的能力;通过比较H1N2、H3N2、H5N5 和 H5N8亚型禽流感病毒鼠适应株与其对应的亲本病毒在致病性上的差别,我们发现,相较于亲本病毒,H1N2、H3N2、H5N5和H5N8亚型禽流感病毒鼠适应株具有更强的体内和体外复制能力、更为广泛的组织嗜性和更强的小鼠致病性;通过对不同代次的鼠肺分离病毒进行全基因组测序和致病性实验等,我们发现PB2-D701N突变可使H1N2亚型禽流感病毒对小鼠的毒力增强至少56倍,PB2-D701N突变可使H3N2亚型禽流感病毒对小鼠的毒力增强56倍,PB2-E627K突变可使H5N5和H5N8亚型禽流感病毒对小鼠的毒力均增强1000倍。以上实验结果表明,PB2-D701N突变是H1N2和H3N2亚型禽流感病毒对小鼠这一哺乳动物模型产生强致病性的分子基础,而PB2-E627K突变是H5N5和H5N8亚型禽流感病毒对小鼠这一哺乳动物模型产生强致病性的分子基础。综上所述,我们的研究发现了包括PB1-T296R、PB2-E627K和PB2-D701N 在内的多个A型流感病毒小鼠致病性分子标记,加深了我们对A型流感病毒哺乳动物致病性分子基础的认识和理解,为A型流感病毒的监测提供了理论支撑,同时也为其它A型流感病毒哺乳动物致病机理的研究提供借鉴和参考。
【学位授予单位】:北京协和医学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:R373.13

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