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肠道病毒71型分子流行病学调查及miRNA抑制肠道病毒71型体外复制的研究

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英文文摘

第一章 绪论

1.1 手足口病

1.1.1 手足口病简介

1.1.2 手足口病流行现状

1.1.3 手足口病病原学

1.1.4 手足口病的鉴别诊断和检测方法

1.2 肠道病毒71型

1.2.1 肠道病毒71型的简介

1.2.2 肠道病毒71型的分子流行病学

1.2.3 病毒的感染与复制

1.2.4 肠道病毒71型的致病性和嗜神经性

1.3 microRNA

1.3.1 microRNA简介

1.3.2 病毒microRNA与细胞microRNA

1.3.3 肠道病毒71型与microRNA

1.4 本研究的目的和立题依据

1.5 研究内容

第二章 用病原和肠道病毒71型检测方法的建立

2.1 材料和方法

2.1.1 材料

2.1.2 方法

2.2 结果

2.2.1 RNA标准品的制备和定量

2.2.2 标准曲线的绘制

2.2.3 多重荧光RT-PCR方法的建立

2.2.4 多重荧光RT-PCR方法的特异性、灵敏度、重复性

2.2.5 多重荧光RT-PCR的临床检测和验证

2.3 讨论

第三章 镇江市2009-2010年手足口病的流行病学调查

3.1 材料与方法

3.1.1 流行病学资料

3.1.2 其他资料的来源

3.1.3 卫生部发布的《手足口病预防控制指南》规定的手足口病病例诊断

3.1.4 统计与分析方法

3.2 结果

3.2.1 镇江市手足口病的疫情情况

3.2.2 镇江市手足口病的流行病学特点

3.2.6 镇江市手足口病的病原学

3.2.7 镇江市重症手足口病的分析

3.3 讨论

第四章 江苏省肠道病毒71型分子流行病学调查

4.1 材料和方法

4.1.1 材料

4.1.2 方法

4.2 结果

4.2.1 样品EV71/EV-U双重荧光定量RT-PCR检测结果

4.2.2 EV71vp1基因扩增结果

4.2.3 EV71基因进化树分析

4.3 讨论

第五章 肠道病毒71型感染神经细胞后microRNA的变化

5.1 材料与方法

5.1.1 材料

5.1.2 方法

5.2 结果

5.2.1 EV71病毒分离和鉴定

5.2.2 EV71病毒滴度(TCID50)检测

5.2.3 EV71病毒感染人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞

5.2.4 总RNA的提取

5.2.5 EV71病毒感染SK-N-SH细胞前后miRNA芯片杂交

5.2.6 EV71病毒感染SK-N-SH细胞前后miRNA芯片结果

5.3 讨论

第六章 实时荧光定量PCR验证基因芯片结果

6.1 材料与方法

6.1.1 主要试剂

6.1.2 主要仪器

6.1.3 方法

6.2 结果

6.2.1 总RNA的提取

6.2.2 实时荧光定量PCR的结果

6.2.3 实时荧光定量PCR与芯片结果的比较

6.3 讨论

第七章 miRNA对肠道病毒71型的调控

7.1 材料与方法

7.1.1 材料

7.1.2 方法

7.2 结果

7.2.1 miRNA模拟体和抑制体转染SK-N-SH细胞

7.2.2 SK-N-SH细胞病变效应比较

7.2.3 miRNA对EV71VP1蛋白表达的影响

7.2.4 miRNA对EV71病毒滴度(TCID50)的影响

7.2.5 miRNA对EV71RNA的影响

7.2.6 qRT-PCR验证转染后miRNA含量变化

7.2.7 利用生物学软件预测miRNA的靶基因

7.3 讨论

第八章 主要结论及展望

8.1 主要结论

8.2 创新点

8.3 展望

参考文献

在读期间已发表和待发表的论文

致谢

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摘要

2008年3月份,安徽省阜阳市发生了较大规模的手足口病疫情。随后,疫情蔓延至全国。2008年5月2日,卫生部已将手足口病列入传染病防治法规定的丙类传染病进行管理。近年来,手足口病疫情不断暴发,手足口病发病数位居丙类传染病之首,对我国人民的卫生健康造成了严重威胁,今后一段时间疫情可能进一步上升,防控形势十分严峻。
   手足口病(HFMD)是由小RNA病毒科的多种肠道病毒引起的传染病,主要有:柯萨奇病毒A组的4、5、7、9、10、16型;柯萨奇病毒B组的2、5型;肠道病毒71型以及埃可病毒,其中以柯萨奇病毒A16型(CoxA16)和肠道病毒71型(EV71)最常见。一般来说,手足口病的症状轻微,约在10-14天左右自愈。但EV71引起的手足口病有时引起神经系统症状,甚至导致死亡。
   目的:本研究拟建立针对手足口病和EV71的快速检测方法,持续监测手足口病;调查了解镇江市手足口病的流行病学特点,在手足口病的高发时段和高发人群加强防控;研究了解江苏省EV71的基因特征,以便更好的了解EV71病毒的起源地、变异规律和流行途径,防范EV71的大规模流行。
   目前,针对EV71的感染尚无特异性的预防疫苗、治疗方法和抗病毒药物。因此,尚需深入研究EV71的致病机制,尤其是EV71引发重症感染的机制。本研究利用肠道病毒易感细胞RD细胞分离EV71病毒株,将EV71感染SK-N-SH神经细胞后,利用miRNA芯片比较神经细胞感染EV71前后miRNA的变化,筛选出差异表达的miRNA。寻找并验证miRNA对EV71病毒感染神经细胞的干预作用,为今后利用miRNA治疗EV71感染提供理论和实验基础。
   方法:
   (1)手足口病通用病原和肠道病毒71型检测方法的建立利用TaqMan-LNA探针建立多重荧光定量RT-PCR方法,同时检测肠道病毒71型(EV71)和肠道病毒通用型(EV-U),使用含有目的序列RNA标准品制备标准曲线,对病毒进行准确定量,同时对该方法的特异性、灵敏度、重复性进行评估,并对临床样品进行检测。
   (2)镇江市2009-2010年手足口病的流行病学调查以镇江市2009年1月1日-2010年12月31日诊断为手足口病的9899例患者(按发病日期统计)为研究对象,采用描述性流行病学方法对本市手足口病的流行特征进行分析。
   (3)江苏省肠道病毒71型分子流行病学调查采集临床手足口病(HFMD)患者咽拭子标本,抽提病毒RNA,通过巢式PCR扩增肠道病毒71型vp1基因的核苷酸序列。利用Clustal X和MEGA5.0分析软件,进行同源性分析并构建系统发生树。
   (4)肠道病毒71型感染神经细胞后miRNA的变化利用RD细胞分离EV71病毒,将EV71感染SK-N-SH神经细胞,分别提取EV71感染SK-N-SH神经细胞前后的RNA,利用miRNA芯片筛选EV71感染SK-N-SH神经细胞前后表达差异的miRNA。选择部分表达差异和无差异的代表性miRNA,进行实时荧光定量PCR,验证miRNA芯片的分析结果。
   (5)miRNA对EV71复制的调控选取EV71感染SK-N-SH神经细胞前后表达差异显著的miRNA,合成miRNA模拟体和抑制体,转染SK-N-SH神经细胞后,与空白、阴性对照组同时感染EV71,通过观察细胞病变效应(CPE)、WesternBlot、实时荧光定量PCR比较EV71的复制情况,分析miRNA对EV71复制的调控。
   结果:
   (1)本研究建立了基于TaqMan-LNA探针的多重荧光定量RT-PCR方法,能同时定量检测肠道病毒71型(EV71)和肠道病毒通用型(EV-U),该法特异性为100%,灵敏度达到102拷贝/μL,重复性好。
   (2)镇江市2009-2010年报告儿童手足口病全年散发,手足口病的发病病例主要有两个高峰期,一个主要的高峰期集中在4、5、6月份,三个月报告病例占全年疫情总数的56.2%。另一个较小的高峰期出现在11到12月,两个月报告病例占全年疫情总数的17.4%。镇江市发病人群以1-3周岁儿童为主,3岁及以下病例占总病例数的69.22%。职业分布以散居儿童和幼托儿童为主,占总病例数的95.6%,且男孩发病率略高于女孩,乡村地区发病率高于城镇。
   (3)序列进化分析表明,江苏省的EV71病毒基因与C基因型代表株比较接近,尤其与C4基因亚型最为相近,并且可进一步划分为C4a进化枝。说明江苏省EV71病毒皆属于EV71病毒C基因型、C4a亚型。
   (4)对miRNA杂交芯片进行分析,筛选出EV71感染神经细胞感染后/感染前>1.50为上调基因,EV71感染神经细胞感染后/感染前<0.65为下调基因。EV71感染SK-N-SH神经细胞后与感染前相比,共有116个miRNA显著表达异常,其中上调的miRNA有46个,下调的miRNA有70个。荧光定量PCR的结果与miRNA芯片结果基本一致。
   (5)miR-27a和miR-23b模拟体转染SK-N-SH神经细胞后,将EV71感染神经细胞,与空白、阴性对照相比,miR-27a and miR-23b模拟体转染组的细胞病变效应没有显著变化;荧光定量PCR结果显示miR-27a和miR-23b模拟体转染组的EV71病毒RNA没有明显变化;Western Blot结果显示miR-27a和miR-23b模拟体转染组的EV71病毒VP1蛋白明显少于空白和阴性对照组,并且EV71病毒滴度(TCID50)下降。
   结论:
   (1)本文建立了TaqMan-LNA探针建立多重荧光定量RT-PCR方法,能同时对EV71和EV-U进行快速定量检测,并且灵敏度高、特异性强、重复性好,适用于手足口病疫情的临床检测。
   (2)镇江市手足口病好发人群主要是1-3周岁儿童,以散居和幼托儿童多见,男性高于女性;发病时间存在时间规律,全年存在大小两个高峰,第一个高峰是4-5月份,第二个小高峰是11-12月份,且第一高峰强于第二高峰。EV71感染可能更易引起重症病例。
   (3)2009年江苏省的EV71病毒株可能与阜阳分离的EV71病毒有相同的起源,均属于C4a亚型,并且C4a亚型的EV71病毒在中国大陆有较广泛的分布和传播。
   (4)EV71感染SK-N-SH神经细胞后与感染前相比,共有116个miRNA显著表达异常,可能与EV71的感染和复制有关,为进一步深入研究EV71感染SK-N-SH神经细胞时,miRNA对EV71复制的调控奠定了基础。
   (5)miRNA-23b和miRNA-27a通过转录后水平调节EV71病毒,影响EV71蛋白的表达,从而调节EV71病毒的复制。

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