豬δ冠狀病毒（PDCoV）是一種新發(fā)的豬腸道冠狀病毒，主要感染新生仔豬，引起仔豬腹瀉、嘔吐、脫水甚至死亡，造成嚴重經(jīng)濟損失。豬APN基因編碼的蛋白是PDCoV感染宿主的主要受體之一，在病毒入侵中發(fā)揮重要作用，對豬體APN基因進行編輯有望培育出抵抗PDCoV感染的抗病豬品系，解決疫病防控問題。
近日，獸醫(yī)所李彬研究員團隊與吉林大學歐陽紅生教授團隊合作，在創(chuàng)制抗豬δ冠狀病毒基因編輯豬領域取得重要進展，相關研究發(fā)表在國際病毒學權威期刊《Journal of Virology》上，題為“Effective inhibition of PDCoV infection in chimeric APN gene-edited neonatal pigs”，該研究報道了應用CRISPR/Cas9基因編輯技術培育APN基因編輯仔豬，發(fā)現(xiàn)APN基因編輯的細胞和仔豬均能有效抵御PDCoV感染。
研究人員將不同物種APN蛋白進行同源性分析和結構模擬，發(fā)現(xiàn)豬源APN（pAPN）的第IV功能域（717-839 aa）與對應鼠源APN（mAPN）序列差異較大，這段區(qū)域的替換可能會顯著影響宿主對病毒的易感性。因此，本研究應用CRISPR/Cas9基因編輯技術將mAPN的717-839 aa替換pAPN相應序列，獲得了嵌合APN的PK-15 和LLC-PK1細胞。將嵌合APN細胞和野生型細胞感染PDCoV后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN細胞能顯著抑制病毒增殖。
隨后，研究人員基于體細胞核移植、胚胎移植等技術，成功培育嵌合APN基因編輯仔豬。將原代小腸上皮細胞感染PDCoV后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN細胞能顯著抑制病毒增殖。為了進一步研究嵌合APN仔豬能否有效抵御PDCoV感染，研究人員將PDCoV口服感染嵌合APN仔豬，同時以未進行基因編輯的仔豬作為攻毒對照組。攻毒后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN組無仔豬發(fā)生腹瀉，攻毒對照組5頭仔豬均出現(xiàn)持續(xù)性嚴重腹瀉癥狀，嵌合APN組肛拭子排毒水平、腸道組織病毒載量、剖檢病變和顯微病變均顯著低于攻毒對照組（P＜0.05），表明嵌合APN仔豬能有效抵御PDCoV感染。
綜上所述，研究人員應用CRISPR/Cas9基因編輯技術培育的嵌合APN基因編輯仔豬能有效抵御PDCoV感染，為培育抗PDCoV種豬提供了優(yōu)秀種質(zhì)材料。
獸醫(yī)研究所動物腹瀉病防控創(chuàng)新團隊李基棕副研究員、吉林大學博士研究生周健為論文共同第一作者，團隊首席李彬研究員和吉林大學謝子聰副教授為論文共同通訊作者。該研究得到了十四五國家重點研發(fā)計劃、農(nóng)業(yè)生物育種重大項目、國家自然科學基金和江蘇省自然科學基金等項目的資助。
文章鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00611-24
日期：2024-08-12
近日，獸醫(yī)所李彬研究員團隊與吉林大學歐陽紅生教授團隊合作，在創(chuàng)制抗豬δ冠狀病毒基因編輯豬領域取得重要進展，相關研究發(fā)表在國際病毒學權威期刊《Journal of Virology》上，題為“Effective inhibition of PDCoV infection in chimeric APN gene-edited neonatal pigs”，該研究報道了應用CRISPR/Cas9基因編輯技術培育APN基因編輯仔豬，發(fā)現(xiàn)APN基因編輯的細胞和仔豬均能有效抵御PDCoV感染。
研究人員將不同物種APN蛋白進行同源性分析和結構模擬，發(fā)現(xiàn)豬源APN（pAPN）的第IV功能域（717-839 aa）與對應鼠源APN（mAPN）序列差異較大，這段區(qū)域的替換可能會顯著影響宿主對病毒的易感性。因此，本研究應用CRISPR/Cas9基因編輯技術將mAPN的717-839 aa替換pAPN相應序列，獲得了嵌合APN的PK-15 和LLC-PK1細胞。將嵌合APN細胞和野生型細胞感染PDCoV后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN細胞能顯著抑制病毒增殖。
隨后，研究人員基于體細胞核移植、胚胎移植等技術，成功培育嵌合APN基因編輯仔豬。將原代小腸上皮細胞感染PDCoV后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN細胞能顯著抑制病毒增殖。為了進一步研究嵌合APN仔豬能否有效抵御PDCoV感染，研究人員將PDCoV口服感染嵌合APN仔豬，同時以未進行基因編輯的仔豬作為攻毒對照組。攻毒后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN組無仔豬發(fā)生腹瀉，攻毒對照組5頭仔豬均出現(xiàn)持續(xù)性嚴重腹瀉癥狀，嵌合APN組肛拭子排毒水平、腸道組織病毒載量、剖檢病變和顯微病變均顯著低于攻毒對照組（P＜0.05），表明嵌合APN仔豬能有效抵御PDCoV感染。
綜上所述，研究人員應用CRISPR/Cas9基因編輯技術培育的嵌合APN基因編輯仔豬能有效抵御PDCoV感染，為培育抗PDCoV種豬提供了優(yōu)秀種質(zhì)材料。
獸醫(yī)研究所動物腹瀉病防控創(chuàng)新團隊李基棕副研究員、吉林大學博士研究生周健為論文共同第一作者，團隊首席李彬研究員和吉林大學謝子聰副教授為論文共同通訊作者。該研究得到了十四五國家重點研發(fā)計劃、農(nóng)業(yè)生物育種重大項目、國家自然科學基金和江蘇省自然科學基金等項目的資助。
文章鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00611-24
日期：2024-08-12
