《武汉病毒所/国家病毒资源库团队受邀对蜱源抗凝因子相关研究进行回顾与总结 》

  • 来源专题:国家病毒资源库信息情报服务平台
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2023-05-25
  • 武汉病毒所/国家病毒资源库团队受邀在中国科学院动物研究所和中国昆虫学会共同主办的昆虫学学术刊物-《昆虫学报》发表综述文章,文章题目为“蜱源抗凝血因子研究进展”。

    蜱是一种世界范围内广泛分布的体表寄生虫,寄生于多种宿主,包括:哺乳类、鸟类、爬行类及两栖类。其吸血时不仅对宿主造成机械损伤,还可传播与人类和动物疾病相关的病毒、细菌、立克次体等多种病原体。凝血反应是人和动物的重要生理过程,是生理性止血的重要环节。蜱叮咬和吸食宿主血液周期长,在吸血过程中分泌多种抗凝物质,抑制凝血反应,可帮助蜱长时间保持吸血状态。

    目前,已知的蜱源抗凝物质依据其功能主要包括蛋白酶抑制剂、纤维蛋白(原)溶解剂、血小板聚集抑制剂和血管活性蛋白4大类。这些抗凝血物质可分别作用于凝血级联反应中内源性通路、外源性通路、共同通路中的关键步骤,以及促进纤蛋白溶解和抑制血小板激活,从而抑制宿主血管中的凝血反应。蛋白酶抑制剂主要通过抑制凝血级联反应共同通路中凝血酶和Xa因子活性;纤维蛋白(原)溶解剂引起纤维蛋白原的水解并延迟纤维蛋白凝块的形成;血小板聚集抑制剂通过降解血小板聚集激动剂,并结合血栓素A2和血小板上的αIIbβ3整合素抑制血小板聚集;血管活性蛋白抑制宿主血管收缩以及伤口愈合和血管生成。此外,还有一些蜱分泌的其他蛋白分子可通过不同的途径来实现抗凝血作用。

    本文总结了蜱源抗凝因子参与凝血反应的模式和机制。尽管蜱源抗凝因子不断被发现,但目前被确认可用于临床使用的种类和数量都十分有限。可能与这些化合物在被允许临床使用之前必须满足多种生理学特性和标准有关。如其功能需具有高选择性、代谢稳定性、低血清蛋白结合力、低毒性和能从血流中缓慢消除等特点,未来针对蜱源抗凝因子诸多特性的解析将有助于进一步明确筛选鉴定新型抗凝血潜在药物的标准和方向。此外,继续鉴定和发现新的蜱源抗凝因子并深入解析其功能和作用机制,将促进我们对宿主凝血和蜱生理学特性的理解,也为吸血节肢动物和宿主之间的相互作用分子机制研究提供必要参考。迄今为止,即使蜱来源的抗凝血因子从未被批准用于临床,从研究这些抑制剂中获得的任何结构和功能信息都将有助于设计相关的衍生物,这些衍生物可能会被进一步开发为新型抗凝血药物。

    武汉病毒所/国家病毒资源库倪军博士为第一作者,武汉病毒所/国家病毒资源库邓菲研究员、沈姝青年研究员为共同通讯作者。本项目研究得到国家自然科学基金联合基金重点项目(U20A20135)、中国科学院武汉国家生物安全实验室高端用户培育项目(2021ACCP-MS07)、中国科学院战略生物资源能力建设项目(KFJ-BRP-017-74)支持。

    蜱源抗凝因子靶向止血机制图

相关报告
  • 《武汉病毒所/国家病毒资源库在蜱源启动子鉴定和蜱细胞系转染体系研究中取得新进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-03-25
    • 2022年1月,中国科学院武汉病毒研究所/国家病毒资源库邓菲/沈姝团队与英国利物浦大学蜱细胞库合作,在Ticks and tick-borne diseases杂志发表题为“Differential characteristics of mammalian and tick-derived promoters to trigger protein expression in transfected tick cell lines” 的论文,解析了利用质粒转染方法在两种蜱细胞系表达外源蛋白的特性,比较分析了哺乳动物细胞系适用的商品化启动子和4种蜱源启动子在蜱细胞中驱动外源蛋白表达的效率,以及不同转染试剂对该方法的影响。研究成果为利用蜱细胞系开展蜱传病毒病原学以及与蜱互作机制的研究奠定重要的技术基础。       多种与人类和动物疾病相关的蜱传病毒,如蜱传脑炎病毒(TBEV)、克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV),发热伴血小板减少综合征病毒(SFTSV)、以及对猪高致病性的非洲猪瘟病毒(ASFV)等的流行,严重威胁人口健康,给畜牧产业带来严重经济损失。研究蜱传病毒的生物学特性及其在媒介蜱种中的感染复制特性,将有助于深入理解蜱传病毒潜在的传播感染风险,对干预病毒在蜱中进行有效的感染复制有重要意义。为了解析蜱传病毒在蜱中的感染复制特性以及与蜱之间的蛋白分子互作,十分有必要利用蜱类细胞系建立体外研究模型,对开展病毒与蜱互作的初步的探索性研究,鉴定与病毒感染复制关联的关键蜱类蛋白/因子提供必要的技术手段。       目前,通过质粒转染人/哺乳动物细胞系是研究外源蛋白与宿主细胞互作中被广泛运用的实验手段,已经形成了如巨细胞病毒(CMV)、猿猴病毒(SV40)、单纯性疱疹病毒(HSV)等病毒来源的商品化启动子、动物来源启动子如鸡β-肌动蛋白启动子(CAG),以及人来源启动子如人磷酸甘油酸酯激酶启动子(PGK)。而蜱细胞系因其种类不多,基因组功能注释有限,对蜱细胞系的质粒转染和外源蛋白表达的方法和效率研究还比较有限。建立针对蜱细胞系的质粒转染方法并高效驱动外源蛋白表达,对开展蜱传病毒与蜱细胞关键蛋白和因子的互作机制研究,解析病毒在蜱细胞中的感染复制机制有重要意义。       该研究通过分析肩突硬蜱细胞系IED8的转录谱,选取高表达基因上游序列作为可能的蜱来源候选启动子,克隆至荧光素酶报告质粒并转染到蜱细胞中,通过检测细胞中荧光素酶的活性最终筛选到4个具有启动子活性的启动子(Pro3、Pro5、Pro8、Pro12)(图1)。研究还比较分析了哺乳动物细胞系转染中常用的商品化启动子CMV、PKG和CAG在蜱细胞系IDE8(肩突硬蜱)中的效率,结果表明CAG启动子驱动荧光蛋白表达效率显著高于CMV、PKG启动子以及4个蜱细胞来源的启动子(图2);还发现在蜱细胞中,哺乳动物细胞系适用的启动子驱动外源蛋白表达水平在第3天达到峰值,而蜱源启动子驱动外源蛋白表达水平在转染后的第2天达到峰值,提示哺乳动物细胞系适用的启动子与蜱源启动子驱动蛋白表达时相有明显差异。该研究还比较分析了3种利用不同机制将外源核酸转染进入细胞的商品化试剂对蜱细胞系转染质粒表达外源蛋白效率的影响,表明一种与DNA浓缩增强剂联合作用的非脂质体转染试剂(Effectene with Enhancer)对蜱细胞的转染效率优于其他试剂。本研究结果为利用蜱细胞系开展蜱源蛋白功能研究,蜱细胞基因改造,解析病毒与蜱蛋白互作机制和关系等相关实验涉及的重要技术手段提供必要参考。       武汉病毒所/国家病毒资源库博士后史君明为论文第一作者,沈姝青年研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院生物资源能力建设项目(KFJ-BRP-017-74、KFJ-BRP-017-06)、国家重点研发计划(2019YFC1200701),英国生物技术与生物科学研究理事会项目(BB/P024270/1)的支持。 全文链接:https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2022.101906
  • 《武汉病毒所国家病毒资源库/新疆大学/利物浦大学蜱细胞库对蜱传黄病毒Karshi virus的病原学研究和流行传播风险调查取得进展》

    • 来源专题:国家病毒资源库信息情报服务平台
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2022-06-16
    • 新疆维吾尔自治区位于我国西北部,具有荒漠、山地、湖泊、林地等多种生境,环境复杂多样,是40多种蜱虫的栖息地,被认为是蜱传病毒及其相关疾病的自然疫源地。新疆的天山和阿尔泰山地区报道了较高的蜱传脑炎病毒(Tick-borne encephalitis virus,TBEV)在人群血清暴露水平。2011至2015年,当地人群TBEV抗血清阳性率为15.9%;而天山区域旱獭中TBEV抗血清阳性率高达75%,提示当地存在较高的TBEV感染暴露风险。然而,迄今为止,新疆极少发现TBEV感染病例,仅在2011年天山北侧的夏尔西里自然保护区报道了2例确诊病例。近年来,持续从新疆蜱类分离获得新的蜱传病毒,包括对人有潜在感染致病风险的Guertu virus(Phenuiviridae),以及感染导致人急性发热的Tamdy virus (Nairorviridae)和塔城蜱病毒1(Tacheng tick virus-1, TcTV-1)等,以及克里米亚刚果出血热病毒(Crimean-Congo hemorrhagic fever virus, CCHFV)的多个新毒株。这不仅提示已知蜱传病毒致病原对当地公共健康可能持续存在风险,还迫切需要加强对蜱传新病毒病原体识别,以及对我国西北地区蜱传病毒流行分布进行深入调查及其潜在威胁进行系统评估。        2022年5月3日,国际学术期刊Frontiersin Microbiology在线发表了中国科学院武汉病毒研究所/国家病毒资源库邓菲/沈姝团队、新疆大学孙素荣团队与英国利物浦大学蜱细胞库合作完成的最新研究论文,文章题目为“Discovery of Tick-Borne Karshi Virus Implies Misinterpretation of the Tick-Borne Encephalitis Virus Seroprevalence in Northwest China”(蜱传病毒KSIV的发现提示此前我国西北地区较高的蜱传脑炎病毒抗血清水平可能存在误解)。该论文报道了首次从我国新疆地区的蜱类分离获得Karshi virus(KSIV),完成其病原学、致病性及流行病学调查研究,并详细解析了KSIV与TBEV之间的血清学关系以及两种病毒在新疆的地域分布和潜在风险。        该研究通过乳鼠接种和细胞培养分离获得了1株KSIV新毒株,来源于2016年采集自新疆五家渠的亚洲璃眼蜱(Hy. asiaticum),属于黄病毒科(family Flaviviridae)黄病毒属(genus Flavivirus)的蜱传脑炎病毒血清组(TBEV serocomplex),与TBEV进化相关。KSIV具有典型的蜱传黄病毒的颗粒形态,直径约为50 nm;能感染人不同组织和多种哺乳动物(猴、羊、狗、鼠)来源的细胞系,也能感染硬蜱细胞系。KSIV能感染乳鼠引发致死性疾病,与TBEV类似,能入侵小鼠脑组织感染神经元细胞,导致严重的脑炎。KSIV在被调查的新疆蜱类中最小感染率为4.96%,当地早期的羊和旱獭对KSIV有抗血清反应,抗体阳性率分别为2.43%和2.56%,中和抗体阳性率分别为0.30%和0.64%。这些血清学证据提示在新疆已经发生过KSIV在宿主动物如羊和旱獭中的传播流行。        由于KSIV与TBEV进化相关,两者可能存在血清学关联。该研究也对KSIV和TBEV的血清学相关性进行评估,发现尽管效率有差异,KSIV感染小鼠的抗血清能有效识别并中和TBEV,TBEV感染的小鼠血清也能有效识别并中和KSIV。此外,对36份KSIV抗体阳性的羊和旱獭血清样本也检测发现有25份样本能识别TBEV抗原,其中8份(32.0%)血清样本能有效中和TBEV感染,进一步证明KSIV与TBEV存在紧密的血清学关联。对所有抗血清阳性的动物样本信息和抗体应答水平进行归类统计分析,结果提示新疆的宿主动物中,既存在对KSIV的感染暴露,其血清能交叉识别TBEV,也存在对TBEV的感染暴露,其血清能交叉识别KSIV;同时,还存在宿主动物对KSIV和TBEV两种病毒均发生感染暴露,产生对两种病毒效价相当的中和抗体,或至少对其中一种病毒发生血清学暴露并能交叉中和另一种病毒的情况。这些结果都提示新疆当地宿主动物如羊和旱獭中存在KSIV和TBEV两种病毒的感染流行。因此,此前报道的新疆地区较高的TBEV抗血清水平可能存在误解,实际可能包含了KSIV的感染暴露引发血清学应答的人群或动物群体。可见,十分有必要开发能鉴别KSIV和TBEV的检测方法,对KSIV和TBEV的流行情况进行深入调查,将有助于针对我国蜱传病毒病原的调查研究及其相关疾病的早期甄别和快速检测。        武汉病毒所博士生白源为论文第一作者,武汉病毒所邓菲研究员、沈姝青年研究员和新疆大学孙素荣教授为论文共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划(2021YFC2300900)、中国科学院重点部署项目(KJZD-SW-L11)、中国科学院生物资源计划(KFJ-BRP-017-74)、国家自然科学基金委员会(81960369)、新疆教育部科研重点项目(XJEDU2019I002)和英国生物技术与生物科学研究理事会(BB/P024270/1)的支持。 全文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2022.872067/full 图 1. KSIV分离鉴定与形态特征 (A)免疫荧光检测KSIV在BHK-21细胞持续传代扩增;(B)噬斑实验鉴定KSIV感染力;(C)电镜观察KSIV颗粒形态;(D)电镜观察KSIV在感染BHK-21细胞中的定位