σC蛋白在新型鸭呼肠孤病毒感染与复制过程中的功能解析

The recent novel duck reovirus (NDRV) causes a more severe disease in different duck breeds than the previous duck reoviruses. It is one of the main viral diseases that cause high duck mortality. There is little information about its coded proteins and their possible function and their role in pathological mechanism. In this project, the role of σC protein in the replication and pathogenesis of NDRV will be studied using the reverse genetics technology, siRNA and immunological techniques in vivo and in vitro. The results will provide important insights into the differences of pathogenicity and host range between the recent NDRV and the classical DRV. It will also be helpful for prevention and control of DRV disease outbreaks.

新型鸭呼肠孤病毒（NDRV）是一种比既往鸭呼肠孤病毒致病性更强、宿主范围更广的病原体，对养鸭业造成严重威胁。目前关于该病毒致病机制和其编码的蛋白功能还不清楚。本项目拟以申请者分离的NDRV代表毒株—TH11株为研究对象，以反向遗传操作技术为平台，结合RNA干扰技术和免疫学等方法，以其重要的结构蛋白—σC蛋白为切入点，分别从细胞水平和动物水平，深入解析σC蛋白的功能，着重阐述σC蛋白在NDRV复制和致病过程中的作用。本项目首次利用反向遗传学技术探索新发鸭呼肠孤病毒的分子致病机理，其研究结果将为我们深入理解NDRV宿主谱的改变、致病性差异的分子机理等提供重要线索，对于有效防控该病的流行也将具有重要指导意义。

禽呼肠孤病毒感染水禽的报道最初仅见于番鸭，称为番鸭呼肠孤病毒病,对我国的北京鸭以及其它地方品种鸭不具有感染性。随着养鸭业的不断发展，呼肠孤病毒病感染多品种鸭也见报道，但是由于流行区域、发病种群和发病时间的不同，呼肠孤病毒感染鸭表现出不同程度的差异。2011年以来，新型鸭呼肠孤病毒引起的疫情被不断报道，给养鸭业造成了较为严重的经济损失。与以往报道的鸭呼肠孤病毒相比，新发鸭呼肠孤病毒的宿主谱更广，致病性更强，它可感染包括麻鸭、北京鸭、樱桃谷鸭等在内的多个品种的鸭，而且感染鸭的病死率为50-80%，提示TH11株是一株致病力发生变异了的新型鸭呼肠孤病毒。该毒株的分离为深入探索DRV的宿主谱变化和致病力变异的分子机理等提供了良好模型。前期研究结果及生物信息学分析提示，σC基因变异最大，同时σC蛋白是NDRV的重要免疫蛋白。那么σC基因对NDRV的致病力及宿主谱改变有何影响呢？基于反向遗传操作技术可以为解决这一科学问题提供策略。.鉴于此，本项目构建并优化鸭呼肠孤病毒的反向遗传操作平台，通过优化质粒比例以及共转染共培养细胞等方法，成功构建DRV感染性克隆10质粒系统，获得与亲本病毒相似的体外生物学特征，在拯救效率高的同时，也为后续基因操作提供了方便；通过构建缺失或突变σC基因部分关键氨基酸的NDRV一系列突变体，以及构建不同来源NDRV-MDRVσC基因的嵌合突变体，拯救重组病毒，进而通过与母本毒株做比较，分别从细胞水平、鸭胚或鸭体内评估σC基因缺失对突变病毒的生物学特性、致病性、宿主嗜性等方面的影响，结果表明，σC基因与NDRV毒力相关，当缺失469-522nt的σC基因，NDRV毒力下降95%以上。本项目相关内容已发表文章6篇，其中SCI 2篇，通讯作者5篇，另有2篇文章已投稿。申请专利1项。研究结果不仅丰富我们对NDRV及其感染过程的理解，而且可以为研发新型疫苗和药物提供理论支持。