新发猪肠道甲型冠状病毒的细胞入侵及跨种传播的分子机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31872488
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    黄耀伟
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    C1802.兽医病毒学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

We discovered a novel swine enteric alphacoronavirus (tentatively named SeACoV) evolutionally related to the bat coronavirus HKU2 in southern China in 2017. SeACoV is the fifth porcine coronavirus, causing severe diarrhea in newborn piglets similar to porcine epidemic diarrhea virus (PEDV); however they are not related to each other. The biology and functional study of this novel virus has not been started yet. Previously, we have demonstrated virus isolation, serology, virus morphology, complete genome cloning, phylogenetic analysis and pathogencity of SeACoV (Pan et al., Discovery of a novel swine enteric alphacoronavirus (SeACoV) in southern China. Veterinary Microbiology, 2017, 211:15-21). We will focus on the molecular mechanism of virus entry into host cells. By using approaches of proteomics, viral reverse genetics, structure biology, biochemistry and cell biology, we plan to identify the unknown cellular receptor and co-receptor first, and will subsequently investigate the membrane fusion between virus and cell, proteolytic activation of the spike (S) protein and virus entry pathways. The results will provide an outline of SeACoV entry into the cell, further revealing how SeACoV came from HKU2 through cross-species transmission. This study will pave the way for demonstrating the mechanisms of SeACoV pathogenesis from the view of virus entry, understanding the origin of swine enteric coronavirus from wild animals in nature, and facilitating future vaccine and drug development of SeACoV, which have important implications for both basic virology and practical intervention strategies in the field.
2017年在华南首次发现的猪肠道甲型冠状病毒（swine enteric alphacoronavirus， SeACoV）引发仔猪严重腹泻，是进化起源为蝙蝠HKU2-CoV的新型冠状病毒。目前对该病毒的研究报道极少。申请人在已进行了病原分离、血清学、全基因组克隆、进化分析及回归感染试验的基础上，在本研究中聚焦于SeACoV的细胞入侵机制。计划综合运用蛋白组学、病毒反向遗传学、结构生物学和细胞生物学等交叉研究手段，从分离SeACoV受体入手，系统性地研究病毒入侵的膜融合、纤突（S）蛋白剪切激活及病毒入侵途径，期望为SeACoV入侵宿主细胞提供全景式的概貌，并揭示SeACoV如何从HKU2跨种传播的分子基础。本研究的实施和完成将为从病毒入侵细胞层面理解SeACoV的致病机理、猪肠道冠状病毒在自然界的野生动物起源及研发抗SeACoV的药物与疫苗提供理论依据，具备重要的科学意义和应用前景。

结项摘要

本项目（1）系统性的开展了对SeACoV（后来统一命名为SADS-CoV）的病原学研究，制备了针对SADS-CoV病毒蛋白的多克隆抗体，结合感染细胞过程中病毒蛋白的细胞定位以及病毒亚基因组mRNA组成，鉴定病毒入侵细胞后的感染复制过程。使用不同物种或组织来源的细胞系进行了细胞系感染的敏感性研究，证明了SADS-CoV在体外具有广泛的物种嗜性，为探索SADS-CoV细胞入侵的分子机制提供实验基础。.（2） 建立了稳定且便于操作的SADS-CoV反向遗传学研究系统，成功拯救出稳定传代的子代病毒rSeACoV，并以此为基础构建并拯救出绿色荧光标记的重组病毒rSeACoV-GFP，为精准研究冠状病毒的功能与开发弱毒疫苗提供强大的工具。.（3）以小鼠和雏鸡为研究对象，建立SADS-CoV攻的感染模型，并发现SADS-CoV能够感染小鼠脾脏树突状细胞，提示SADS-CoV具有跨物种传播的潜力；基于这些感染模型应用于将来的抗病毒药物与疫苗的研究。.（4）验证了SADS-CoV不能够利用已知的冠状病毒受体入侵细胞，并使用S1、S1A及S1B蛋白进行细胞表面结合及阻断感染实验，阐明了S1B结构域是受体结合的区域，即RBD。通过血凝实验证明了S1A结构域与唾液酸相互作用辅助病毒入侵感染细胞。建立的猪肠道类器官感染模型，并鉴定了SADS-CoV通过小窝蛋白介导的内吞途径入侵细胞。这些揭示了SADS-CoV入侵宿主细胞的关键机制。.（5）通过比较不同属的冠状病毒N蛋白，探究SADS-CoV N蛋白介导RIG-I的泛素化并导致RIG-I进入蛋白酶体依赖的降解，从而抑制宿主I型干扰素产生的机制，为探究病毒感染复制与宿主天然免疫反应调控的研究提供参考。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Broad Cross-Species Infection of Cultured Cells by Bat HKU2-Related Swine Acute Diarrhea Syndrome Coronavirus and Identification of Its Replication in Murine Dendritic Cells In Vivo Highlight Its Potential for Diverse Interspecies Transmission
蝙蝠 HKU2 相关猪急性腹泻综合症冠状病毒对培养细胞的广泛跨物种感染及其在小鼠树突状细胞体内复制的鉴定突显了其多种跨物种传播的潜力
  • DOI：
    10.1128/jvi.01448-19
  • 发表时间：
    2019-12-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF VIROLOGY
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Yang, Yong-Le;Qin, Pan;Huang, Yao-Wei
  • 通讯作者：
    Huang, Yao-Wei
Porcine Torovirus (PToV)-A Brief Review of Etiology, Diagnostic Assays and Current Epidemiology
猪环病毒 (PToV) - 病原学、诊断分析和当前流行病学的简要回顾
  • DOI：
    10.3389/fvets.2019.00120
  • 发表时间：
    2019-04-18
  • 期刊：
    FRONTIERS IN VETERINARY SCIENCE
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Hu, Zhang-Min;Yang, Yong-Le;Huang, Yao-Wei
  • 通讯作者：
    Huang, Yao-Wei
新型猪急性腹泻综合征冠状病毒研究进展
  • DOI：
    10.13242/j.cnki.bingduxuebao.004091
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    病毒学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    秦俣;杨永乐;俞德;黄耀伟
  • 通讯作者：
    黄耀伟
Specific recombinant proteins of porcine epidemic diarrhea virus are immunogenic, revealing their potential use as diagnostic markers
猪流行性腹泻病毒的特异性重组蛋白具有免疫原性，揭示了其作为诊断标记物的潜在用途
  • DOI：
    10.1016/j.vetmic.2019.108387
  • 发表时间：
    2019-09-01
  • 期刊：
    VETERINARY MICROBIOLOGY
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Lei, Xi-Mei;Yang, Yong-Le;Huang, Yao-Wei
  • 通讯作者：
    Huang, Yao-Wei
Characterization of a novel bat-HKU2-like swine enteric alphacoronavirus (SeACoV) infection in cultured cells and development of a SeACoV infectious clone
培养细胞中新型蝙蝠-HKU2 样猪肠道 α 冠状病毒 (SeACoV) 感染的表征以及 SeACoV 感染性克隆的开发
  • DOI：
    10.1016/j.virol.2019.08.006
  • 发表时间：
    2019-10-01
  • 期刊：
    VIROLOGY
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Yang, Yong-Le;Liang, Qi-Zhang;Huang, Yao-Wei
  • 通讯作者：
    Huang, Yao-Wei

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其他文献

猪流行性腹泻病毒与宿主抗病毒天然免疫抑制
  • DOI：
    10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.09.01
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国生物化学与分子生物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭存财;刘炎;黄耀伟
  • 通讯作者：
    黄耀伟
Porcine torque teno virus vaccines and diagnosis
猪扭特诺病毒疫苗和诊断
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孟祥锦;黄耀伟
  • 通讯作者：
    黄耀伟

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黄耀伟的其他基金

新型冠状病毒（2019-nCoV）反向遗传系统及啮齿类感染模型的建立与应用
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    150 万元
  • 项目类别：
应用表达性克隆发现新的猪流行性腹泻病毒（PEDV）细胞受体
  • 批准号：
    31572518
  • 批准年份：
    2015
  • 资助金额：
    25.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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