不久前,中国科学院上海免疫与感染研究所钟劲研究组在《Emerging Microbes & Infections》上发表了一项关于拉沙病毒(Lassavirus, LASV)的重要研究论文。他们成功建立了一种新型的BSL-2级拉沙病毒反向遗传学操作系统,为研究拉沙病毒的完整生命周期和筛选抗病毒药物提供了重要的工具。
拉沙病毒是一种具高致病性的病原体,能够引发严重的拉沙出血热,导致多系统损伤。由于其高致病性和高死亡率,美国疾病控制与预防中心将其归类为A类生物恐怖病原。传统上,研究该病毒需要在生物安全四级(BSL-4)条件下进行。然而,BSL-4实验室的稀缺性和高昂的成本限制了对拉沙病毒的研究及抗病毒药物的开发。
钟劲研究团队创新性地开发了一种新型的Lassa病毒反向遗传学系统,利用在辅助细胞系中表达病毒蛋白并转染病毒最小基因组RNA的方法,在BSL-2条件下模拟了LASV的完整生命周期。团队首先在Huh7细胞系中稳定表达LASV的NP、GP、Z和L蛋白,形成辅助细胞系。随后,利用体外转录的LASV最小基因组RNA(minigenome)成功产生了缺陷型病毒颗粒LASVmg,其仅保留病毒复制、转录和组装所需的非编码序列,且在自然条件下不具感染性。
通过超速密度梯度离心法纯化LASVmg并分析其物理特性,研究人员评估了LASVmg在细胞中的复制和传播能力。这一过程为后续的病毒特性分析和抗病毒研究奠定了基础。值得一提的是,CP80NX超速离心机在实验中发挥了关键作用,通过密度梯度离心技术成功分离和纯化Lassa缺陷型病毒颗粒(LASVmg)。
此外,研究人员还利用CRISPRi技术敲低细胞中的α-DG和LAMP1,揭示了LAMP1在LASVmg感染中的关键角色,证明其是拉沙病毒侵入细胞所必需的胞内受体。与先前的报道相反,胞外受体α-DG对病毒侵入并不是必需的。同时,该研究还确认了干扰素-α和利巴韦林对LASV的抗病毒作用,并揭示了利巴韦林的抗病毒作用机制。
总体而言,钟劲研究团队设计的新型反向遗传学系统为科研人员在BSL-2实验室内开展拉沙病毒生命周期的研究和抗病毒药物的筛选提供了重要的研究工具。这一研究不仅丰富了拉沙病毒的生物医疗领域的知识,同时也为未来的抗病毒药物开发提供了重要的基础。
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