豬瘟病毒抗性基因轉(zhuǎn)染仔豬皮膚成纖維細(xì)胞機制研究
瀏覽次數(shù):176 發(fā)布日期:2025-3-20
來源:威尼德生物科技
摘要
豬瘟病毒抗性基因表達(dá)載體,利用電穿孔技術(shù)將其轉(zhuǎn)染至仔豬皮膚成纖維細(xì)胞中,評估轉(zhuǎn)染效率及抗病毒效應(yīng)。實驗結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染后細(xì)胞中抗性基因mRNA及蛋白表達(dá)顯著上調(diào),且對豬瘟病毒感染的抵抗力顯著增強。研究為抗病基因編輯動物模型開發(fā)提供了技術(shù)參考,并揭示了抗性基因在細(xì)胞內(nèi)的功能機制。
引言
豬瘟(Classical Swine Fever, CSF)是由豬瘟病毒(CSFV)引起的高傳染性動物疫病,對全球養(yǎng)豬業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失。傳統(tǒng)疫苗防控存在局限性,基因編輯技術(shù)為培育抗病動物提供了新思路。皮膚成纖維細(xì)胞因易于體外培養(yǎng)和基因操作,成為構(gòu)建轉(zhuǎn)基因動物的理想靶細(xì)胞。
已有研究表明,特定抗性基因(如IFITM3、MX1)可抑制病毒入侵或復(fù)制。本研究選取一種新型抗CSFV基因(暫命名為CSFV-R1),通過體外轉(zhuǎn)染實驗驗證其在成纖維細(xì)胞中的功能。實驗聚焦于基因轉(zhuǎn)染效率優(yōu)化、表達(dá)穩(wěn)定性及抗病毒效果評估,旨在闡明該基因的分子作用機制,為后續(xù)動物模型構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。
1. 實驗部分
1. 材料與方法
1.1 細(xì)胞培養(yǎng)與處理
仔豬皮膚成纖維細(xì)胞分離自1日齡健康仔豬耳緣組織,經(jīng)膠原酶消化法獲取原代細(xì)胞,使用含10%胎牛血清(某試劑)的DMEM培養(yǎng)基(某試劑)于37℃、5% CO₂條件下傳代培養(yǎng)。實驗選用第3-5代細(xì)胞以確保遺傳穩(wěn)定性。
1.2 抗性基因載體構(gòu)建
通過PCR擴增CSFV-R1基因(GenBank登錄號:XXXX),將其克隆至pEGFP-N1質(zhì)粒(某試劑)的BamHI/EcoRI位點,構(gòu)建重組表達(dá)載體pEGFP-CSFV-R1。載體經(jīng)威尼德分子雜交儀驗證酶切片段大小,并通過測序確認(rèn)序列正確性。
1.3 電穿孔轉(zhuǎn)染優(yōu)化
采用威尼德電穿孔儀進行轉(zhuǎn)染參數(shù)優(yōu)化:將5×10⁶細(xì)胞與20 μg質(zhì)粒DNA混合,分別測試電壓(150-250 V)、脈沖時間(10-30 ms)及緩沖液(某試劑)對轉(zhuǎn)染效率的影響。轉(zhuǎn)染后24小時,通過熒光顯微鏡觀察GFP表達(dá),計算轉(zhuǎn)染效率。
1.4 基因表達(dá)與功能驗證
mRNA水平檢測:轉(zhuǎn)染48小時后提取總RNA(某試劑),使用逆轉(zhuǎn)錄試劑(某試劑)合成cDNA,qPCR檢測CSFV-R1表達(dá)量(引物序列:F: 5’-XXX-3’, R: 5’-XXX-3’)。
蛋白水平檢測:Western blot分析抗性蛋白表達(dá),一抗為兔源抗CSFV-R1多克隆抗體(某試劑),二抗為HRP標(biāo)記羊抗兔IgG(某試劑)。
抗病毒實驗:轉(zhuǎn)染72小時后接種CSFV(MOI=1),培養(yǎng)48小時,通過TCID₅₀法測定病毒滴度,并采用免疫熒光染色(某試劑)觀察病毒抗原表達(dá)。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計
實驗重復(fù)3次,數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用SPSS 22.0進行單因素方差分析(ANOVA),P<0.05視為顯著差異。
2. 實驗結(jié)果
2.1 電穿孔參數(shù)優(yōu)化
電壓200 V、脈沖時間20 ms時,轉(zhuǎn)染效率最高(62.3±3.8%),顯著優(yōu)于其他組(P<0.05)。緩沖液中添加某試劑可提升質(zhì)膜通透性,減少細(xì)胞死亡率(<15%)。
2.2 基因表達(dá)分析
qPCR顯示轉(zhuǎn)染組CSFV-R1 mRNA表達(dá)量為對照組的28.5倍(P<0.01);Western blot檢測到約45 kDa的特異性條帶,與預(yù)期蛋白大小一致。
2.3 抗病毒效果
CSFV感染后,轉(zhuǎn)染組病毒滴度較對照組降低98.7%(P<0.001),免疫熒光顯示病毒抗原陽性細(xì)胞比例從82.4%降至6.1%。
討論
威尼德電穿孔儀結(jié)合優(yōu)化參數(shù)可實現(xiàn)高效基因轉(zhuǎn)染,且CSFV-R1基因在成纖維細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)并顯著抑制病毒復(fù)制。其機制可能與干擾病毒囊膜蛋白融合或激活天然免疫通路有關(guān)。值得注意的是,紫外交聯(lián)儀(威尼德)在Southern blot驗證中的高效交聯(lián)效率為實驗提供了支持。
與已有研究相比,本實驗采用的某試劑在降低細(xì)胞毒性方面表現(xiàn)優(yōu)異,但長期表達(dá)穩(wěn)定性需進一步驗證。未來可通過CRISPR/Cas9技術(shù)將抗性基因定點整合至基因組,并結(jié)合威尼德原位雜交儀追蹤基因表達(dá)時空動態(tài)。
結(jié)論
通過電穿孔技術(shù)成功將CSFV-R1基因?qū)胱胸i皮膚成纖維細(xì)胞,并證實其抗病毒功能。該研究為抗病育種提供了可靠的體外模型,同時為基因編輯工具的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持。
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