潘鹏宇,韩金泽,殷建豪,谢艾伶,吴凤明,刘鼎阔,孙英峰,尤春雪,于晓雪*,李留安*
(1.天津农学院动物医学与动物科学学院 天津市农业动物繁育与健康养殖重点实验室,天津 300392;
2.天津市广源畜禽养殖有限公司,天津 301806;
3.鼎正新兴生物技(天津)有限公司 天津市生物饲料添加剂企业重点实验室,天津 300383)
鸡传染性法氏囊病(Infectious bursal disease,IBD)是由IBDV引起的高度传染性的免疫抑制性疾病[1,2]。该病使3周龄~12周龄雏鸡法氏囊萎缩甚至坏死,鸡只严重免疫抑制或死亡,对世界养禽业造成威胁。疫苗接种是预防该病的最有效措施。B87株IBDV是我国广泛使用的IBDV疫苗株,该疫苗通过接种SPF鸡胚,收获感染鸡胚,经研磨、添加适宜稳定剂、冷冻真空干燥等步骤制备,但生产工艺繁杂,成本较高。DF-1细胞和Vero细胞是能无限繁殖的细胞系,广泛应用于多种病毒增殖、重组蛋白表达、动物与人类病毒病疫苗生产等领域。本试验使用IBDV B87株感染DF-1细胞和Vero细胞,利用免疫荧光法、实时荧光定量PCR等比较两种细胞对病毒的易感性,旨在为IBD疫苗规模化生产筛选合适细胞系奠定基础。
1.1 材料
1.1.1 细胞系与毒株 DF-1细胞和Vero细胞,保存于天津农学院兽医学实验室;
IBDV活疫苗株B87,青岛易邦生物工程有限公司产品。
1.1.2 主要试剂 RNAprep pure总RNA提取试剂盒,天根生化科技(北京)有限公司产品;
DMEM培养基,赛默飞世尔科技(中国)有限公司产品;
青链霉素混合液、1×PBS缓冲液、DAPI溶液,北京索莱宝科技有限公司产品;
Bovine Serum Albumin、FITC标记山羊抗鸡lgY,西格玛集团有限公司产品;
All-in-OneTMFirst-Stand cDNA Synthesis Kit,美国GeneCopoeia(中国)广州复能基因有限公司产品;
Anti-dsRNA mAb SCICONS J2(IgG2a),北京康为世纪生物科技有限公司产品;
FITC标记山羊抗小鼠IgG(H+L),上海碧云天生物技术有限公司产品;
抗IBDV鸡血清,保存于天津农学院兽医学试验室。
1.1.3 主要仪器 实时荧光定量PCR仪,伯乐生命医学产品(上海)有限公司产品;
温度梯度定量PCR仪,美国艾尔特公司(ALT)产品;
超微量分光光度计,香港基因有限公司产品;
正置倒置一体荧光显微镜,美国EchoLaboratories公司产品。
1.2 方法
1.2.1 CPE观察比较 DF-1细胞、Vero细胞接种至细胞培养板,每种细胞3个重复孔,37℃、体积分数为5% CO2培养箱中培养。待细胞生长至70%~80%后接种IBDV疫苗株B87(MOI=1),24 h后观察并记录CPE。
1.2.2 免疫荧光检测 细胞爬片经无水乙醇超声30 min,高温蒸汽灭菌并烘干后,置24孔细胞培养板内,分别接种相同细胞量DF-1细胞和Vero细胞,细胞生长至70%~80%接种IBDV疫苗株B87,培养24 h,PBS清洗3次;
40 mg/L多聚甲醛固定35 min,弃固定液,PBS清洗3次;
1 mL/L Triton X-100 PBS室温通透7 min,PBS清洗3次,50 g/L BSA封闭2 h。
J2抗体(dsRNA单克隆抗体,1∶500稀释)或抗IBDV鸡血清孵育1.5 h,PBS清洗2次~3次;
FITC标记山羊抗小鼠IgG(H+L)抗体或FITC标记山羊抗鸡lgY抗体孵育1 h,PBS清洗3次;
DAPI染色液(1∶1 000稀释)孵育5 min,PBS清洗4次;
爬片取出后加入抗淬灭性溶剂封片,晾干后荧光显微镜观察。
1.2.3 TCID50检测 IBDV疫苗株B87感染DF-1或Vero细胞(MOI=0.1)24 h后,反复冻融3次,离心,取上清液测定TCID50。
DF-1细胞、Vero细胞分别接种至96孔细胞培养板内,生长至70%~80%后,DMEM维持液(20 mL/L胎牛血清,10 mL/L双抗)10倍系列稀释待测病毒液,每个稀释度3个重复,取1×10-1~1×10-88个稀释度病毒液加入96孔细胞培养板内,对照组只加维持液100 μL/孔,37℃、体积分数为5% CO2培养箱培养4 d后进行IFA检测。
弃96孔板培养液,PBS清洗3次,40 mg/L多聚甲醛固定,PBS清洗3次,加入抗IBDV鸡血清(1∶500稀释),25 μL/孔,4℃过夜;
次日,PBS清洗3次,FITC-标记羊抗鸡lgY抗体(1∶1 000稀释)孵育1 h,PBS清洗3次,置荧光显微镜下观察记录阳性孔,Reed-Muench法计算TCID50。
1.2.4VP2基因表达量检测 参照文献[3-4]报道的引物序列合成实时荧光定量PCR引物(表1),引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。IBDV B87株感染DF-1细胞、Vero细胞24 h后,PBS清洗2次,加入350 μL Trizol裂解液,涡旋振荡,12 000 r/min离心2 min;
取上清加入等量700 mL/L乙醇溶液,12 000 r/min离心1 min;
弃上清加入350 μL去蛋白液,12 000 r/min离心1 min;
弃上清加入80 μL DNaseI工作液室温静置15 min;
加入350 μL去蛋白液,12 000 r/min离心1 min;
弃上清,加入500 μL漂洗液静置2 min,12 000 r/min离心1 min;
反复操作2次后室温放置晾干,加50 μL RNase-Free ddH2O。根据反转录试剂盒说明书合成cDNA,置-20℃保存待用。以获得的cDNA为模板进行实时荧光定量PCR检测,15 μL PCR反应体系包括:2×All-in-OneTMqPCR Mix 7.5 μL,上、下游引物各1 μL,cDNA模板5.5 μL。反应条件为:95℃ 60 min;
95℃ 15 s,55℃ 1 min,共40个循环;
72℃ 15 s。
表1 引物序列信息
1.2.5 数据统计 采用spss23.0软件独立样本t检验进行数据的差异显著性统计分析,所有数据以“平均值±标准误”表示,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。
2.1 IBDV B87株感染DF-1细胞和Vero细胞CPE程度对比
IBDV B87株分别感染DF-1细胞与Vero细胞,24 h后观察CPE,可见未接毒的DF-1细胞与Vero细胞为成纤维状贴壁,细胞形态为梭形。接毒后,两种细胞均出现细胞病变现象,细胞形态改变,发生皱缩脱落,与DF-1细胞相比,Vero细胞CPE程度低于DF-1细胞(图1)。
A.DF-1细胞未攻毒组;
B.DF-1细胞攻毒组;
C.Vero细胞未攻毒组;
D.Vero细胞攻毒组
2.2 IBDV B87株感染DF-1细胞和Vero细胞中病毒基因组dsRNA对比
图2和图3显示,DF-1细胞(图2D~图2F)中绿色荧光强度高于Vero细胞中(图2A~图2C)的荧光强度,且差异显著(P<0.05)。说明DF-1细胞对IBDV B87株易感性强于Vero细胞,且dsRNA在两种细胞中有相似的细胞质定位。
图2 IFA检测IBDV B87株感染DF-1细胞与Vero细胞中基因组dsRNA水平(10×)
图3 IBDV B87株感染DF-1细胞与Vero细胞中基因组dsRNA荧光强度水平
2.3 IBDV B87株感染后DF-1细胞与Vero细胞病毒载量对比
IBDV B87株感染后,DF-1细胞(图4A)中指示病毒量的荧光密度(鸡抗IBDV血清标记)高于Vero细胞(图4B)。DF-1细胞的病毒滴度(105.423±0.03296TCID50/0.1 mL)极显著高于Vero细胞中病毒滴度(102.592±0.03428TCID50/0.1 mL,P<0.01)(图5A),且DF-1细胞VP2基因表达量显著高于Vero细胞(图5B)(P<0.05)。此结果表明,IBDV B87株对DF-1细胞中病毒侵染能力显著高于Vero细胞中,表明DF-1细胞对IBDV的易感性更强。
A.IFA检测IBDV B87株感染DF-1细胞病毒量;
B.IFA检测IBDV B87株感染Vero细胞病毒量
*表示差异显著(P<0.05),**表示差异极显著(P<0.01)
IBD的防控主要通过接种IBD疫苗实现。以IBDV活疫苗株B87生产的疫苗是我国家禽养殖中常用的疫苗之一,通常是接种易感SPF鸡胚制备而成,成本较高,因此寻求高效增殖IBDV方式、降低疫苗生产成本具有重要意义。DF-1细胞和Vero细胞是疫苗研制、病毒增殖、病毒致病机理探究等领域常用细胞系。研究发现IBDV HQ株在DF-1细胞中可大量增殖[5]。Vero细胞是具有无限增殖能力的非洲绿猴肾脏上皮细胞[6],已报道对 IBDV BJ836株高度敏感[7]。虽然IBDV可天然靶向未成熟的鸡法氏囊B淋巴细胞,但IBDV弱毒株也能在DF-1细胞、Vero细胞中体外增殖[8]。本试验以相同感染复数的IBDV疫苗株B87感染DF-1细胞和Vero细胞,发现其在DF-1细胞中感染性更强,表明较Vero细胞而言,DF-1细胞更适用于进行IBDV疫苗株B87增殖,未来将开展试验对比DF-1细胞和SPF鸡胚增殖该疫苗株效率,为替代鸡胚进行疫苗生产、降低成本提供参考。
IBDV侵染宿主细胞时表现出明显的细胞嗜性差异。细胞嗜性的差异主要是由于不同宿主细胞受体介导引起的,目前已知的受体主要包括SlgM免疫球蛋白、热休克蛋白90、整合素α4β1、Toll样受体等。除此以外,VP2为IBDV主要结构蛋白,可影响病毒的功能,也与IBDV毒力和细胞嗜性相关[8-9],其氨基酸位点Q253H、D279N及A284T被认为是决定IBDV细胞嗜性的分子基础[10-11]。有研究证明,Q253H和A284T双突变毒株可在CEF中有效复制,定点突变vvIBDV P07突变株D279N可使IBDV适应鸡胚成纤维细胞生长,引起细胞嗜性的改变[12-13]。本研究检测到DF-1细胞中VP2基因表达量显著高于Vero细胞,说明IBDV疫苗株B87在DF-1细胞与Vero细胞中的增殖表现出细胞嗜性差异。病毒滴度方面,DF-1细胞中病毒载量更高,也说明该细胞系对IBDV疫苗株B87的易感性更强。IBDV疫苗株B87感染两种细胞系表现出不同的增殖效果,一方面可能是毒株在不同细胞中的细胞嗜性差异所造成,另一方面可能是由于DF-1细胞与Vero细胞中的IBDV受体存在差异,造成病毒吸附、侵入及增殖作用不同,这些需要更多的试验证据。
本研究结果表明,与Vero细胞相比,IBDV疫苗株B87在DF-1细胞中感染性更强,提示DF-1细胞可作为工具细胞进行IBDV增殖及致病机理研究。
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