感染马立克氏病病毒SPF鸡法氏囊蛋白质组学研究

论文摘要

马立克氏病病毒（Marek’s Disease Virus, MDV）是一种致肿瘤性疱疹病毒,能够引起内脏和皮肤肿瘤,侵染中枢神经系统,导致易感鸡瘫痪或死亡。马立克氏病病毒引起的马立克氏病（Marek’s Disease,MD）也是一种目前人类能成功用疫苗进行预防的肿瘤性疾病,具有重要的比较生物学意义。研究马立克氏病病毒感染的鸡在感染不同阶段的蛋白质组学,将为认识淋巴瘤的形成提供更基础、更广泛的资料,并可能为肿瘤的治疗提供新的方法和新的思路。法氏囊作为禽类特有的重要淋巴器官,它既执行着中枢免疫功能也执行着二级免疫功能。溶细胞阶段是MDV感染周期中的一个重要阶段,这个过程主要发生在法氏囊组织,并且这个过程的直接结果通常会导致免疫抑制,从而增加对其它疾病的易感性。本论文在成功建立了法氏囊组织双向凝胶电泳（Two dimensional gel electrophoresis,2-DE）技术基础上,分别对MDV超强毒株RB1B感染的SPF鸡在不同阶段法氏囊组织中病毒感染水平和宿主差异蛋白质组进行研究,对其中的部分差异点进行了质谱鉴定和回复验证。并对差异蛋白进行生物信息学分析,探讨了MDV感染引起法氏囊差异蛋白变化的意义和可能机制。1.鸡法氏囊蛋白质组学双向电泳方法的建立以SPF鸡的法氏囊组织为研究对象,用固相pH梯度胶条进行等电聚焦, SDS-PAGE垂直电泳,采用不同的样品制备方法,对上样量、水化、等电聚焦、胶条平衡和凝胶染色方法等进行一系列优化,并应用PDQuest 8.0.1软件对图谱进行初步分析。结果显示法氏囊组织在pH 5-8范围17 cm的2-DE胶上可以得到很好的分离,胶体考染后经PDQuest软件分析正常法氏囊组织可检测到800个以上蛋白点,不同2-DE图谱间蛋白点平均匹配率为83.5%。本研究建立了鸡法氏囊组织蛋白质组双向电泳技术,为法氏囊发育进化及其免疫功能的研究提供了可靠的技术和理论依据。2.马立克氏病病毒感染后法氏囊组织中病毒感染水平研究MDV在体内的感染分为四个主要阶段:早期溶细胞感染,潜伏感染,再次溶细胞感染,肿瘤细胞增生。本研究用超强毒株RB1B感染SPF鸡,感染后的不同阶段（4DPI、7DPI、14DPI和21DPI）对法氏囊等组织进行了感染状态研究,组织冰冻切片,HE染色观察,结果显示在感染后期法氏囊和胸腺明显萎缩,脾脏明显肿大,切片观察法氏囊组织滤泡严重萎缩,滤泡内淋巴细胞排列松散,滤泡间质增宽,肌细胞层弥漫性增生。同时利用半定量RT-PCR技术检测不同阶段法氏囊中MDV的gB和Meq基因的mRNA相对表达水平。结果显示MDV-Meq基因的mRNA水平在7DPI、21DPI时明显增高,21DPI时达到差异极显著;MDV-gB基因在4DPI和21DPI时显著性增高,而在潜伏期7DPI和14DPI时则明显下降,这些数据显示MDV在感染鸡法氏囊中复制正常,也为后期的病毒感染宿主差异蛋白质组学研究提供了条件。3.马立克氏病病毒感染后法氏囊组织的蛋白质组学研究采用2-DE技术,对RB1B感染的SPF鸡和对照组鸡的法氏囊在不同感染阶段（4DPI、7DPI、14DPI和21DPI）的组织样品进行了蛋白质组分离,利用PDQuest 8.0.1软件对2-DE图谱进行分析,对其中的部分差异点进行质谱鉴定。结果平均每块胶能检测到800-900个蛋白点,四个阶段共有77个差异蛋白点,利用统计分析方法筛选出差异极显著且变化有规律的蛋白点29个,其中表现为持续上调的有13个,持续下调的有10个,先期上调后期下调的2个,先期下调后期上调的4个。对这些蛋白点进行切胶消化,用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（matrixassociated laser dissociation / ionization time of flightmass spectrometry, MALDI-TOF-MS）进行鉴定分析。共鉴定出24个蛋白,它们是载脂蛋白AI（ApoAI）、白血病相关蛋白18（LAP18）、癌蛋白18（Op18）、Ras相关蛋白Rab11A、两种热休克蛋白27（HSP27）、BUB同系蛋白、含硫氧还蛋白域5（TXNDC5）、伴侣素蛋白（CCT）、β2-微球蛋白（BMG）、热休克蛋白40（HSP40）、磷酸甘露糖变位酶蛋白、慢骨骼肌肌钙蛋白T、蛋白质二硫化物异构酶A3前体、dUTP焦磷酸酶蛋白、D样不均一核核糖核蛋白、醛缩酶C蛋白、胰蛋白、LOC129607类似蛋白、含错配修复酶假定蛋白、含GTPase假定蛋白、两种含GATase1样结构域假定蛋白。另外,还发现了两个数据库中没有的禽源蛋白,这有待于更进一步的研究。通过数据库查询和生物信息学分析,证实这些已知的差异蛋白与新陈代谢相关的占19%,与蛋白质折叠相关的占15%,与细胞增殖和调亡相关的占15%,与信号转导相关的占22%,与免疫相关的占15%,与细胞骨架结构相关蛋白的占7%,其它占7%。在此基础上结合现有的文献报道,对这些差异蛋白质的功能、与病毒感染发病关系以及肿瘤相关方面进行分析讨论。提出ApoAI持续的过量表达可能与MDV病毒粒子跨膜感染机制有关,同时以ApoAI过表达为主导的脂类代谢紊乱可能是最终导致MDV感染易引起动脉粥样硬化的主要原因;LAP18和Op18的波动性调节可能与MDV引起的肿瘤形成早期有关;RB1B诱导的HSP27蛋白过量表达可能有利于其子代病毒大量产生;持续上调表达的Rab11A蛋白可能与MDV细胞内转运,囊泡出芽,逃避免疫或复制机制有关,Rab11A也有望成为抗单纯疱疹病毒分子治疗的作用靶点;BMG的下调表达可能与MDV引起的免疫抑制有关;与肿瘤形成有关的BUB3同系物蛋白和TXNDC5蛋白在RB1B感染后的四个阶段均表现为持续上调表达,后期差异极显著可能预示着MDV感染的肿瘤形成。本研究首次报道了在MDV感染下的宿主法氏囊组织中一些重要蛋白的差异变化,为更深入研究MDV致病机制和病毒性致肿瘤机制提供了可靠数据,同时也为把MDV感染鸡作为肿瘤模型动物奠定了基础。4.感染MDV后法氏囊中ApoA1、Op18的mRNA变化和ApoAI蛋白变化研究通过对RB1B感染鸡不同阶段的法氏囊组织中的差异蛋白的检测,发现Apolipoprotein A1（ApoAI）呈现持续性过量表达,而Oncoprotein 18（Op18）的蛋白表达水平呈现波动性变化。本研究通过半定量RT-PCR的方法,对RB1B感染后不同时间点的实验组与对照组法氏囊组织中ApoAI和Op18的mRNA水平进行检测,比较2-DE和质谱结果的一致性;同时,将完整的ApoAI和Op18开放阅读框分别克隆进入pGEX6p1载体,通过诱导表达手段分别获得了这两个带有GST的融合蛋白,将融合蛋白GST-ApoAI通过电洗脱的方法回收后免疫Balb/c小鼠制备多抗血清,再利用多抗血清采用Western blot检测手段对2-DE和质谱结果进行蛋白表达水平上的验证。结果显示不同阶段ApoAI和Op18的mRNA水平变化与2-DE和质谱分析的结果基本一致,通过原核表达成功获得了这两种含有GST的融合蛋白,其中GST-ApoAI为包涵体表达,GST-Op18为可溶性表达。利用ApoAI原核表达产物免疫Balb/c小鼠获得的多抗血清能够有效识别法氏囊组织样品中的ApoAI蛋白,对不同阶段实验组和对照组法氏囊组织样品进行Western blot分析,结果与2-DE检测的结果基本一致,进一步验证了前期的2-DE和质谱分析结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分 文献综述
• 综述一 蛋白质组学研究的发展
• 1. 蛋白质组学的相关概念
• 2. 蛋白质组学研究技术
• 3. 蛋白质组学研究的优点与局限
• 参考文献
• 综述二 应用蛋白质组学在禽类系统发育和疫病方面的研究
• 1. 蛋白质组学与禽类发育生物学
• 2. 利用蛋白质组学对禽类免疫系统的研究
• 3. 蛋白质组学与禽类传染病
• 4. 结语
• 参考文献
• 第二部分 研究内容
• 第一章 鸡法氏囊蛋白质组学双向电泳方法的建立
• 1. 材料与方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 参考文献
• 第二章 马立克氏病病毒感染后法氏囊组织中病毒感染水平研究
• 1. 材料与方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 参考文献
• 第三章 马立克氏病病毒感染后法氏囊的蛋白质组学研究
• 1. 材料与方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 参考文献
• 第四章 感染MDV 后法氏囊组织中ApoAI、Op18 的mRNA 变化和ApoAI 蛋白变化
• 1. 材料与方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 参考文献
• 全文总结
• 附录
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的文章