宿主蛋白SPCS1通过外泌体途径介导BVDV复制的研究

张成远; 魏玉荣; 陈俊贞; 杨莉; 李泽宇; 李紫仟; 付强; 史慧君; 《农业生物技术学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：牛病毒性腹泻病(bovine viral diarrhea, BVD)是由牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)引起的在世界范围内发生的牛传染病，为畜牧业带来了巨大的经济损失。前期研究发现敲低牛肾细胞(Madin-Darby bovine kidney, MDBK)中的信号肽酶复合体亚基1 (signal peptidase complex subunit1, SPCS1)基因的表达有效抑制BVDV复制。为了探究其分子机制，本研究将BVDV感染SPCS1基因敲低(knock-down, KD)细胞后收集细胞上清液外泌体，使用透射电镜、Western blot和纳米颗粒跟踪分析(nanoparticle tracking analysis, NTA)对外泌体进行特征鉴定。使用qPCR检测外泌体中BVDV 5'非翻译区(untranslated region, UTR) RNA水平。将外泌体感染MDBK，通过qPCR检测BVDV RNA水平，利用倒置显微镜观察外泌体致细胞病变(cytopathic effect, CPE)情况，根据Reed-Muench方法测定病毒滴度变化情况。透射电镜观察到外泌体呈现为盘状囊泡，Western blot检测到外泌体标志性蛋白TSG101，纳米粒径追踪分析结果在100 nm左右出现峰值，成功提取外泌体。Western blot检测BVDV感染SPCS1 KD细胞外泌体TSG101蛋白与空载体处理的对照细胞(Scramble细胞)相比表达显著降低(P<0.001)。qPCR检测显示，外泌体中BVDV 5'UTR RNA水平显著降低(P<0.001)。MDBK感染BVDV感染的SPCS1 KD细胞源外泌体后与对照组感染Scramble细胞源外泌体相比BVDV mRNA水平显著降低(P<0.001),CPE现象推迟并减弱，子代病毒滴度显著下降(P<0.001)。结果表明，SPCS1敲低后影响BVDV通过外泌体途径复制。本研究为BVDV的防控提供新型抗病毒靶点和理论依据。

关键词： 信号肽酶复合体亚基1 (SPCS1) 牛病毒性腹泻病毒(BVDV) 外泌体