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基于质粒表达的siRNA对猪圆环病毒2型体内外复制的抑制效应

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第一章 引言

1.1 猪圆环病毒2型的国内外研究概况

1.1.1 病原学

1.1.2 流行病学

1.1.3 PCV2对机体免疫系统的影响

1.1.4 PCV2的诊断

1.1.5.PCV2的防治进展

1.2 RNAi技术研究进展

1.2.1 RNAi的特征

1.2.2 RNAi的作用机理

1.2.3 RNAi应用于哺乳动物细胞的研究策略

1.2.4 RNAi在哺乳动物中的应用和研究进展

1.3 研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 研究目的与意义

1.5 研究目标

第二章 SIRNA序列的设计与PGENSIL-SHRNA表达质粒的构建

2.1 材料

2.1.1 质粒和菌株

2.1.2 主要试剂和试剂盒

2.1.3 质粒DNA小量提取用试剂

2.1.4 琼脂糖凝胶电泳所用溶液

2.1.5 主要仪器设备

2.2 方法

2.2.1 siRNA靶序列的选择

2.2.2 编码shRNA的DNA单链的设计与合成

2.2.3 siRNA表达质粒的构建

2.2.4 pGensil-shRNA质粒的鉴定和制备

2.3 结果与分析

2.3.1 siRNA靶序列局部二级结构预测

2.3.2 pGensil-shRNA质粒的PCR鉴定

2.3.3 pGensil-shRNA质粒的PCR产物的测序结果

2.3.4 pGensil-shRNA质粒纯度测定

2.4 讨论

2.5 小结

第三章 基于质粒表达的SIRNA在PK-15细胞中对PCV2复制的抑制效应

3.1 材料

3.1.1 病毒与细胞株

3.1.2 主要试剂

3.1.3 RNA和DNA提取试剂

3.1.4 细胞培养用溶液

3.1.5 SDS-PAGE和免疫印迹所用试剂及材料

3.1.6 过氧化物酶单层试验所用试剂及材料

3.1.7 主要仪器设备

3.2 方法

3.2.1 PCV2 SD/2008株病毒培养物TCID50的测定

3.2.2 检测PCV2实时荧光定量PCR标准曲线的建立

3.2.3 pGensil-shRNA表达质粒的瞬时转染和转染效率的检测

3.2.4 不同质粒表达的siRNA对PCV2抑制效果的检测

3.2.5 siRNA表达质粒抑制PCV2复制的时效性分析

3.2.6 抑制作用量-效关系的分析

3.2.7 针对不同靶位的siRNA表达质粒对PCV2协同抑制效应的检测

3.2.8 数据表示和统计分析

3.3 结果与分析

3.3.1 PCV2 SD/2008病毒液TCID50的测定

3.3.2 检测PCV2的Real-time FQ-PCR标准曲线

3.3.3 siRNA表达质粒的转染效率

3.3.4 质粒表达的siRNA能够有效地抑制PCV2在PK-15细胞内增殖

3.3.5 siRNA表达质粒转染后对PCV2的抑制的时效性分析

3.3.6 质粒表达的siRNA对PCV2的抑制作用具有量-效性

3.3.7 混合不同pGensil-shRNA表达质粒对PCV2的抑制效应具有协同作用

3.4 讨论

3.5 小结

第四章 基于质粒表达的SIRNA对PCV2在小鼠体内增殖及致病性的抑制效应

4.1 材料

4.1.1 试验动物

4.1.2 主要试剂

4.1.3 质粒DNA提取用溶液

4.1.4 ELISIA用溶液

4.1.5 HE染色及免疫组化试剂

4.1.6 其他试剂

4.1.7 主要仪器

4.2 方法

4.2.1 pGensil-shRNA表达质粒的大量提取及纯化

4.2.2 小鼠抗PCV2抗体的制备

4.2.3 动物试验设计、pGensil-shRNA表达质粒体内注射及攻毒

4.2.4 临床症状、剖检病变及体重变化的观察

4.2.5 PCV2特异性抗体的检测

4.2.6 血清中PCV2核酸的检测

4.2.7 组织中PCV2核酸的检测

4.2.8 组织病理学检测

4.2.9 免疫组化检测

4.2.10组织中pGensil-shRNA表达质粒的检测

3.2.11数据表示和统计分析

4.3 结果与分析

4.3.1 PCV2特异性抗体

4.3.2 临床症状、肉眼病变及体重

4.3.3 接种siRNA表达质粒的小鼠血清中仅出现低水平的PCV2特异性抗体

4.3.4 siRNA表达质粒显著降低了小鼠病毒血症的阳性率

4.3.5 质粒表达的siRNA降低了组织中PCV2核酸的含量

4.3.6 质粒表达的siRNA减轻了PCV2引起的组织病变

4.3.7 质粒表达的siRNA降低了小鼠淋巴组织中PCV2的载量

4.3.8 siRNA表达质粒可以在组织中稳定存在

4.4 讨论

4.5 小结

第五章 结论

参考文献

在读期间发表的学术论文与获得的研究成果

作者简介

致谢

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摘要

猪圆环病毒2型(PCV2)引起的猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)是危害当今全球养猪生产的最重要的免疫抑制性疫病。目前仍没有防治该病的理想疫苗和药物,因此研究预防和治疗PCVAD的新制剂具有重要的理论和实践意义。RNA干扰(RNAi)是由双链小干扰(siRNA)引起的序列特异性的转录后基因沉默现象,该技术在传染性疾病、恶性肿瘤、心血管疾病等的治疗研究领域发展极为迅速。本研究构建了PCV2特异的siRNA表达质粒,分析了其对PCV2增殖和致病性的抑制作用。
   针对PCV2的rep和cap基因,筛选了10个siRNA靶序列,设计并合成了10对编码PCV2特异的shRNA的DNA寡核苷酸和1对PCV2非特异(SCR)的shRNA的DNA寡核苷酸。将11对DNA寡核苷酸退火形成双链,克隆到siRNA表达质粒pGensil-1的U6启动子下游,构建了PCV2特异的siRNA表达质粒(pGensil-C123、C297、C490、C563、C645、R148、R259、R295、R484、R601)和对照质粒(pGensil-SCR)。
   在脂质体介导下将构建的siRNA表达质粒转染PK-15细胞,20h后感染500TCID50的PCV2。应用实时荧光定量PCR(Real-time FQ-PCR)、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、蛋白免疫印记(Western-blot)和免疫过氧化物酶单层试验(IPMA)等技术检测病毒DNA、mRNA及蛋白的合成与表达情况。结果表明,构建的PCV2特异的siRNA表达质粒均能不同程度地抑制PCV2 DNA、mRNA及Rep与Cap蛋白在PK-15细胞内的合成,其中针对C297、C490和R259三个靶位的siRNA的抑制效果更好。进一步研究发现,质粒转染后16h即可抑制PCV2的复制,且直到接毒后72h仍有明显的抑制作用;当siRNA表达质粒的转染剂量为1μg时,病毒DNA浓度显著低于转染0.25μg、0.5μg时的浓度;针对两个或三个靶位的siRNA表达质粒混合转染PK-15细胞对PCV2的抑制作用显著增强。上述结果提示PCV2特异的siRNA表达质粒对病毒的抑制作用具有长效性和剂量依赖性,针对不同靶位的siRNA表达质粒混合转染对PCV2具有抑制协同效应。
   将128只8周龄BALB/c随机分为8组,每组16只。第1、2组分别为只感染病毒的阳性对照(PC)组和不感染病毒的阴性对照(NC)组;第3、6组分别为空质粒和SCR对照组,第4、5组为接种一种质粒组,第7、8组为两种质粒混合组。其中第3~7组先接种质粒24h后感染PCV2;第8组先感染PCV2,24h后接种质粒。质粒和病毒均通过腹腔与鼻腔途径接种,质粒接种剂量为50μg/只,PCV2(105TCID50/0.1mL)的感染剂量为0.1mL/只。结果PCV2感染21d后,接种siRNA表达质粒的各组小鼠的体重均显著高于PC、空质粒和SCR对照组的体重(P<0.05),混合质粒组的体重较单质粒组的高(P>0.05)。与PC、空质粒和SCR对照组相比,接种siRNA表达质粒组的抗体水平、血清中PCV2核酸检出率以及组织中的PCV2载量均显著降低(P<0.01)。淋巴结和脾脏的淋巴细胞减少、多核巨嗜细胞浸润等显微病变轻微,到感染后21d恢复正常。与接种一种siRNA表达质粒相比,混合质粒对PCV2在小鼠体内的增殖及其致病性的抑制效果更好。PCV2感染前较感染后接种siRNA表达质粒的小鼠组织中的病毒载量低,提示PCV2感染前使用siRNA表达质粒对病毒的抑制效果更佳。应用PCR对组织中siRNA表达质粒的检测结果表明,质粒能够在小鼠体内长期稳定存在(至少能存在28d)。
   综上所述,本研究证明基于质粒表达的PCV2特异的siRNA能够在体内和体外有效抑制PCV2的增殖,显著降低PCV2的致病性,针对不同靶位的siRNA的抑制作用存在差异,不同siRNA的抑制效果具有协同作用,siRNA表达质粒能够在组织中长期稳定表达siRNA,发挥抑制效果。这些结果为进一步研发防治PCVAD的新制剂提供了科学依据。

著录项

  • 作者

    李曼;

  • 作者单位

    河北农业大学;

  • 授予单位 河北农业大学;
  • 学科 预防兽医学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 宋勤叶;
  • 年度 2011
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 猪;
  • 关键词

    质粒表达; 猪圆环病毒2型; siRNA; 抑制作用;

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