豬δ冠狀病毒（PDCoV）是一種新發(fā)的豬腸道冠狀病毒，主要感染新生仔豬，引起仔豬腹瀉、嘔吐、脫水甚至死亡，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。豬APN基因編碼的蛋白是PDCoV感染宿主的主要受體之一，在病毒入侵中發(fā)揮重要作用，對(duì)豬體APN基因進(jìn)行編輯有望培育出抵抗PDCoV感染的抗病豬品系，解決疫病防控問(wèn)題。
近日，獸醫(yī)所李彬研究員團(tuán)隊(duì)與吉林大學(xué)歐陽(yáng)紅生教授團(tuán)隊(duì)合作，在創(chuàng)制抗豬δ冠狀病毒基因編輯豬領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究發(fā)表在國(guó)際病毒學(xué)權(quán)威期刊《Journal of Virology》上，題為“Effective inhibition of PDCoV infection in chimeric APN gene-edited neonatal pigs”，該研究報(bào)道了應(yīng)用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)培育APN基因編輯仔豬，發(fā)現(xiàn)APN基因編輯的細(xì)胞和仔豬均能有效抵御PDCoV感染。
研究人員將不同物種APN蛋白進(jìn)行同源性分析和結(jié)構(gòu)模擬，發(fā)現(xiàn)豬源APN（pAPN）的第IV功能域（717-839 aa）與對(duì)應(yīng)鼠源APN（mAPN）序列差異較大，這段區(qū)域的替換可能會(huì)顯著影響宿主對(duì)病毒的易感性。因此，本研究應(yīng)用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)將mAPN的717-839 aa替換pAPN相應(yīng)序列，獲得了嵌合APN的PK-15 和LLC-PK1細(xì)胞。將嵌合APN細(xì)胞和野生型細(xì)胞感染PDCoV后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN細(xì)胞能顯著抑制病毒增殖。
隨后，研究人員基于體細(xì)胞核移植、胚胎移植等技術(shù)，成功培育嵌合APN基因編輯仔豬。將原代小腸上皮細(xì)胞感染PDCoV后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN細(xì)胞能顯著抑制病毒增殖。為了進(jìn)一步研究嵌合APN仔豬能否有效抵御PDCoV感染，研究人員將PDCoV口服感染嵌合APN仔豬，同時(shí)以未進(jìn)行基因編輯的仔豬作為攻毒對(duì)照組。攻毒后發(fā)現(xiàn)，嵌合APN組無(wú)仔豬發(fā)生腹瀉，攻毒對(duì)照組5頭仔豬均出現(xiàn)持續(xù)性嚴(yán)重腹瀉癥狀，嵌合APN組肛拭子排毒水平、腸道組織病毒載量、剖檢病變和顯微病變均顯著低于攻毒對(duì)照組（P＜0.05），表明嵌合APN仔豬能有效抵御PDCoV感染。
綜上所述，研究人員應(yīng)用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)培育的嵌合APN基因編輯仔豬能有效抵御PDCoV感染，為培育抗PDCoV種豬提供了優(yōu)秀種質(zhì)材料。
獸醫(yī)研究所動(dòng)物腹瀉病防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)李基棕副研究員、吉林大學(xué)博士研究生周健為論文共同第一作者，團(tuán)隊(duì)首席李彬研究員和吉林大學(xué)謝子聰副教授為論文共同通訊作者。該研究得到了十四五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、農(nóng)業(yè)生物育種重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00611-24
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