遗传分析与功能验证揭示反刍动物 SLAM 为 PPRV 潜在宿主研究

为明确 PPRV 潜在宿主，西北农林科技大学研究人员分析反刍动物 SLAM，发现其可介导感染，意义重大。

　　在动物健康领域，小反刍兽疫（Peste des petits ruminants，PPR）就像一场可怕的 “瘟疫”，给反刍动物带来了极大的灾难。PPR 是由小反刍兽疫病毒（PPRV）引起的一种高度传染性疾病，主要侵袭山羊和绵羊等反刍动物。它会让动物们发热、患上肺炎、腹泻，呼吸道和消化道也会发炎，严重时，患病动物的发病率和死亡率能接近 100%，这给畜牧业带来了沉重的打击，尤其是那些经济依赖畜牧业的发展中国家。

在 PPRV 的传播过程中，病毒需要借助受体进入宿主细胞。信号淋巴细胞激活分子（SLAM，也叫 CD150）和细胞粘附分子 Nectin - 4 是 PPRV 附着到宿主细胞的主要受体，其中 SLAM 在免疫细胞感染和病毒传播中起着关键作用。虽然之前研究发现山羊、绵羊、牛和水牛的 SLAM 有较高同源性，但对于其他众多反刍动物的 SLAM 能否介导 PPRV 感染，我们知之甚少。随着 PPRV 逐渐扩散到野生反刍动物，确定哪些反刍动物是潜在宿主变得至关重要，这关系到能否有效控制和消灭 PPRV。

为了解开这些谜团，西北农林科技大学的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Veterinary Research》杂志上。

研究人员运用了多种技术方法。首先，从反刍动物基因组数据库中提取 77 种反刍动物的 SLAM 序列，进行系统发育分析和序列比对，以探究它们之间的进化关系；接着，使用软件预测山羊 SLAM 与 PPRV H 的相互作用以及蛋白结构，分析关键氨基酸位点；然后，构建表达不同反刍动物 SLAM 的 293T 细胞系；之后，用 rPPRV - GFP 感染细胞，通过观察合胞体形成、检测 GFP 表达、测定病毒滴度等实验来评估 SLAM 介导 PPRV 感染的能力；最后，运用统计学方法对实验数据进行分析。

研究结果如下：

1. SLAM 基因的系统发育分析：通过分析 77 种反刍动物 SLAM 基因的编码序列（CDS），构建的系统发育树将反刍动物分为六个家族，即鼷鹿科（Tragulidae）、麝科（Moschidae）、鹿科（Cervidae）、叉角羚科（Antilocapridae）、长颈鹿科（Giraffidae）和牛科（Bovidae）。该树与基于全基因组数据的进化关系有显著相似性，表明 SLAM 基因相似性能部分反映反刍动物的进化关系。
2. SLAM 与 PPRV H 蛋白相互作用的氨基酸分析：基于麻疹病毒 H 蛋白和人 SLAM 蛋白的晶体结构，构建 PPRV H - 山羊 SLAM 蛋白复合物模型，发现 SLAM 与 PPRV H 相互作用的位点都在 V 区域。对 77 种反刍动物 SLAM 蛋白的比较分析显示，多数参与相互作用的氨基酸保守，但在 72、91、126 和 130 位存在差异。选取代表性物种构建模型，发现它们的 SLAM 整体结构相似，预测与 PPRV H 相互作用的氨基酸位于 V 区域的等效位置，推测这些物种的 SLAM 可能像山羊 SLAM 一样介导 PPRV 感染。
3. 表达反刍动物 SLAM 蛋白的细胞系构建：合成来自 Java 鼷鹿、长颈鹿、林麝、白尾鹿、叉角羚和山羊的 SLAM 基因，并构建表达这些 SLAM 的 293T 细胞系。经检测，这些细胞系均表达 SLAM 和 Cherry 蛋白，且 SLAM 定位在细胞膜，表明这些细胞系适合用于评估不同反刍动物 SLAM 支持 PPRV 感染的能力。
4. 评估 SLAM 介导 PPRV 感染的能力：用 rPPRV - GFP 感染细胞，观察到表达 SLAM 的细胞形成合胞体，而 293T - Cherry 细胞不形成。感染后不同时间点检测发现，SLAM 表达细胞的 GFP 荧光强度和病毒滴度在一定时间内增加，且在感染 72 小时后，经冻融释放细胞内病毒，SLAM 表达细胞系的病毒滴度显著高于 293T - Cherry 细胞。这证实不同反刍动物的 SLAM 能有效介导 PPRV 感染，这些物种可能是 PPRV 的潜在宿主。

研究结论和讨论部分指出，PPRV 的地理分布不断扩大，对新宿主的适应能力给防控带来挑战。此次研究通过对 77 种反刍动物 SLAM 受体的分析，从细胞层面深入了解了 PPRV 的潜在宿主范围。发现多数反刍动物 SLAM 在与病毒 H 蛋白相互作用的区域高度保守，且表达不同反刍动物 SLAM 的细胞能有效介导 PPRV 感染和复制，这意味着 PPRV 的潜在宿主可能比之前认为的更广泛。不过，研究也存在一些局限，如部分物种 SLAM 基因测序结果有核苷酸缺失，尚未构建细胞系评估其对 PPRV 感染的影响。但总体而言，该研究为监测易感宿主提供了重要依据，对全球消灭 PPRV 的工作有着积极的推动作用，有助于制定更全面、有效的防控策略，保护反刍动物的健康，促进畜牧业的稳定发展。