一种表达分泌型 NanoLuc 荧光素酶、用于高通量抗病毒筛选的 PRRSV 鉴定出鹅脱氧胆酸为病毒复制的进入后抑制剂

《Veterinary Microbiology》:A secreted NanoLuc luciferase-expressing PRRSV for high-throughput antiviral screening identifies lithocholic acid as a post-entry inhibitor of viral replication

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月26日 来源:Veterinary Microbiology 2.8

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   •利用表达分泌型NanoLuc荧光素酶的viral报告病毒,建立了高通量抗病毒筛选平台。•LCA对PRRSV复制的进入后阶段表现出抑制作用。•LCA限制PRRSV感染,且不依赖于FXR和TGR5。•补充胆固醇几乎完全挽救了LCA所抑制的PRRSV复制。引言猪繁殖与呼吸综合征(

  
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    利用表达分泌型NanoLuc荧光素酶的viral报告病毒,建立了高通量抗病毒筛选平台。
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    LCA对PRRSV复制的进入后阶段表现出抑制作用。
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    LCA限制PRRSV感染,且不依赖于FXR和TGR5。
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    补充胆固醇几乎完全挽救了LCA所抑制的PRRSV复制。

引言

猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)是影响全球生猪产业最重要的经济型传染病之一。该病以妊娠母猪严重繁殖障碍为特征,包括流产、死产和弱仔,以及不同日龄猪只的呼吸道疾病和死亡率升高(Lunney等, 2016, Rossow, 1998)。自20世纪80年代末出现以来,PRRS已在全球范围内传播,并持续给养猪业造成巨大的经济损失。在中国和美国,与PRRS相关的估计经济损失分别达到约每头母猪1400元和每头母猪121美元(Neumann等, 2005, Zhang等, 2022)。然而,缺乏有效的抗病毒干预手段以及现有疫苗的局限性仍然是PRRS防控的主要障碍(He等, 2025)。因此,开发新型抗病毒策略刻不容缓。
PRRSV是一种有包膜的正义单链RNA病毒,隶属于Nidovirales(巢病毒目)Arteriviridae(动脉病毒科)。其约15 kb的基因组包含ORF1a和ORF1b,分别编码多聚蛋白pp1a和pp1ab,这些多聚蛋白被加工成参与病毒复制和转录的多个非结构蛋白(nsps)(Fang和Snijder, 2010)。下游基因编码的结构蛋白,包括GP2a、E、GP3、GP4、ORF5a、GP5、M和N,参与病毒进入、组装和病毒粒子形成(Kappes和Faaberg, 2015)。PRRSV通过转录调控序列(TRS)介导的不连续转录机制产生一套嵌套的亚基因组RNA(sgRNAs)(Fang和Snijder, 2010, van Vliet等, 2002)。这种转录策略促进了表达外源报告基因的重组PRRSV系统的开发,常用方法包括额外的TRS驱动转录单元(Li等, 2022c)。
尽管在疫苗接种和疾病管理方面付出了大量努力,目前仍没有针对PRRSV感染的特效抗病毒药物。已有报道称多种化合物通过靶向病毒复制过程或宿主细胞通路而表现出抗PRRSV活性。例如,利巴韦林是一种广谱核苷类似物,已被证明可在体外抑制PRRSV复制,而氯喹通过影响病毒进入过程来抑制PRRSV感染(Khatun等, 2015, Nauwynck等, 1999)。近年来,靶向病毒蛋白的小分子(如PRRSV nsp11/NendoU蛋白)(Zhu等, 2025),以及参与病毒复制、细胞内信号传导和先天免疫反应的宿主因子,已作为有前途的抗病毒策略而出现(Chen等, 2026, Cui等, 2024, Li等, 2022b)。然而,大多数已鉴定的化合物仍局限于in vitro(体外)研究,其作用机制仍需进一步研究。
高效的筛选平台对于加速新型抗PRRSV化合物的发现至关重要。基于重组报告病毒的高通量筛选(HTS)为评估病毒复制和抗病毒活性提供了一种快速定量的方法。目前已开发了多种表达荧光蛋白或荧光素酶的PRRSV报告系统,包括基于EGFP、海肾荧光素酶(Gluc)和NanoLuc荧光素酶(Nluc)的平台,这些平台促进了抗病毒化合物筛选和病毒复制分析(Li等, 2022a, Li等, 2022c, Liu等, 2025, Wang等, 2013, Wang等, 2022)。然而,现有的PRRSV报告病毒仍面临一些局限性,包括报告基因稳定性、检测灵敏度和大规模筛选适用性。因此,开发稳健定量的基于报告基因的高通量筛选平台对于加速新型抗PRRSV化合物的发现和表征仍然非常重要。
本研究利用分泌型Nluc报告系统建立了一个基于重组PRRSV的高通量筛选平台,实现了对病毒复制的敏感定量评估。利用该平台对微生物代谢物库进行筛选,鉴定出鹅脱氧胆酸(LCA)为PRRSV复制的强效抑制剂。LCA是肠道微生物群通过初级胆汁酸代谢产生的次级胆汁酸,已被证明是参与宿主代谢调节和免疫调节的重要生物活性代谢物。LCA主要通过胆汁酸受体(包括核受体法尼醇X受体(FXR)和膜受体TGR5)作为信号分子发挥作用。既往研究表明,LCA可通过FXR和TGR5依赖性途径调节脂质代谢和免疫反应,而近期证据表明其在病毒感染期间可能具有抗病毒活性(Hang等, 2019, He等, 2026, Luu等, 2018, Xing等, 2024)。然而,LCA是否影响PRRSV感染及其抗病毒活性的机制仍不清楚。
在本研究中,我们进一步表征了LCA对多种PRRSV毒株的抗病毒活性,证明LCA通过在病毒生命周期的进入后阶段发挥作用来抑制PRRSV复制,包括病毒RNA合成和早期蛋白翻译。此外,我们的发现表明LCA的抗病毒活性与宿主胆固醇代谢的改变有关。本研究建立了一个优化的基于分泌型Nluc的PRRSV高通量筛选平台,并展示了其在鉴定LCA作为潜在抗病毒候选物中的应用,为新型抗PRRSV制剂的发现和表征提供了有价值的工具。

章节摘要

细胞系与细胞培养

HEK-293T和BHK-21细胞购自美国标准菌株保藏中心(ATCC),在补充有10%胎牛血清(FBS;Sigma-Aldrich)、100 μg/mL链霉素和100 U/mL青霉素(Thermo Fisher Scientific)的杜氏改良伊格尔培养基(DMEM;Cytiva)中培养。MARC-145细胞(Cytion)在补充有10% FBS、100 μg/mL链霉素和100 U/mL青霉素的最低必需培养基(MEM;Cytiva)中培养。IPEC-J2细胞购自ATCC,并且

表达分泌型Nluc的重组PRRSV的构建与表征

基于HP-PRRSV TA-12骨架成功拯救了两种表达分泌型Nluc的重组PRRSV:rSNluc和rGNluc(Li等, 2022c)。拯救的报告病毒表现出明显的PRRSV N蛋白表达,而在野生型对照组中未检测到特异性信号(图1A–B)。仅在感染报告病毒的细胞培养上清液中检测到Nluc,而在野生型感染细胞的培养上清液中未检测到(图1C)。与野生型病毒相比,rSNluc和rGNluc表现出相似的

讨论

猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)仍然是影响全球生猪产业最重要的经济型病毒病之一。尽管在疫苗接种和猪场管理方面付出了大量努力,但遗传多样化的PRRSV变异株的持续出现以及现有疫苗有限的保护效力仍然阻碍了有效的疾病防控。因此,开发新型抗病毒策略仍然是PRRS防控的迫切需求。

CRediT作者贡献声明

张雷:原创草稿撰写、可视化、软件、方法论、调查研究、形式分析、数据管理。石婧:验证、调查研究。李清雨:方法论、调查研究。徐涛:验证、调查研究。李晨曦:审查与编辑、监督。李燕华:审查与编辑、可视化、监督、资源、项目管理、经费获取、形式分析、概念构思。

资金支持

本研究得到了国家自然科学基金(项目编号 32072833)、111计划D18007以及江苏省高校优势学科建设工程项目(PAPD)的资助。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
张雷|石婧|李清雨|徐涛|李晨曦|李燕华
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