CN109943562B - 一种miR-2反义核酸在制备广谱抗白斑综合症病毒制剂中的应用 - Google Patents

一种miR-2反义核酸在制备广谱抗白斑综合症病毒制剂中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种miR‑2反义核酸在制备广谱抗白斑综合症病毒制剂中的应用,所述AMO‑miR‑2的序列为:5’‑AUACAACAGCCACUUUGUGAG‑3’。本发明的AMO‑miR‑2能增强拟穴青蟹、日本囊对虾及克氏原螯虾对病毒的抵抗能力,显著抑制WSSV在体内的增殖,提高血淋巴细胞的活力。本发明为抵御WSSV的侵袭提供了一种新的途径,既能有效预防WSSV的感染,又能显著抑制病毒感染宿主后在其体内的复制及传播速度。本发明的AMO‑miR‑2适用范围广泛,不仅适用于海水养殖的日本囊对虾及拟穴青蟹,同样也适用于淡水养殖的克氏原螯虾。本发明的AMO‑miR‑2分子质量小易降解,既不会危害拟穴青蟹、日本囊对虾及克氏原螯虾本身,又不会造成海洋及养殖环境中的生态污染,且不会对人体造成伤害,是一种既环保又有效的病毒防御物质。

Description

一种miR-2反义核酸在制备广谱抗白斑综合症病毒制剂中的 应用
技术领域
本发明涉及水产养殖的病毒性疾病防治领域,尤其涉及一种miR-2的反义核酸AMO-miR-2在制备抗白斑综合症病毒制剂中的应用。
背景技术
拟穴青蟹为广温、广盐性的海产蟹,其肉质鲜嫩,营养丰富,深受大众喜爱,是我国东南沿海重要经济蟹类之一,也是人工养殖的主要海洋蟹类品种。日本对虾,体呈浅黄,侧扁,甲壳较厚,属广盐性虾类,且耐干能力强。其肉味鲜美,营养价值丰富,尤其是铁和锌含量尤其丰富,有很高的营养价值和保健价值,是我国重要的对虾养殖品种,在中国浙江、福建等地分布非常广泛。克氏原鳌虾,俗称小龙虾,也称红鳌虾,甲壳坚硬,体呈暗红色,属于淡水经济虾类。其属杂食性,生长速度快,适应能力强,因肉味鲜美、肉质松软且易消化而广受大众喜爱,是我国重要的经济养殖品种。
然而现代化高密度养殖过程容易受到环境污染、细菌和病毒侵染,危及养殖个体的健康和养殖群体的存活率,给我国的水产养殖业造成极大的经济损失,如何提高拟穴青蟹、日本囊对虾及克氏原螯虾自身对细菌或病毒的免疫能力仍是一个亟待解决的问题。白斑综合症病毒(white spot syndrome virus,WSSV)WSSV对宿主具有泛嗜性,几乎所有的十足甲壳类都会被感染,且传播途径多样,既可以通过已感染的宿主向其他未感染个体传播,又可以通过水体传播。WSSV进入宿主体内后,可迅速复制增殖,在宿主体内累积,从而导致宿主死亡,因而成为我国水产养殖业病毒性疾病爆发的主要病原体之一。
拟穴青蟹、日本囊对虾及克氏原螯虾均属于无脊椎动物,其抵抗病原体感染的方式主要来自于先天性免疫反应,缺少适应性免疫机制的保护,所以养殖过程中一旦感染WSSV,会造成整个养殖水体中白斑综合征的大面积爆发,并在短时间内大量死亡。已有研究表明,病毒感染拟穴青蟹、日本囊对虾及克氏原螯虾后,会引发其体内的多种免疫反应,包括抗菌肽合成、细胞吞噬及细胞凋亡等。其中,细胞凋亡是宿主抵抗病毒在其体内迅速增殖的一种有效方式。被病毒感染的细胞发生凋亡后,病毒不能在细胞中复制增殖,进而达到抑制病毒传播的效果。
长期以来,有很多研究提出了针对病毒感染的健康养殖方式,比如在养殖池中添加生态浮床、投喂抗病毒饲料、病毒检测试纸条等,但这些方式只能暂时预防病毒的侵袭或仅仅检测养殖个体是否感染病毒,并不能激活其自身的先天性免疫系统,抵抗病毒的感染。而且一旦感染病毒后,病毒会迅速在宿主体内复制,而抗病毒饲料在宿主体内的消化吸收时间可能远大于病毒大量扩增所需的时间。此外,许多已公开的抗病毒饲料所需的原材料种类繁多,制作过程繁杂,所包含的材料分子质量相对较大,降解难易程度未知,其残留是否会影响人体健康也未知,其是否会影响养殖生态平衡也未知。因此,寻找方法简单,高效环保的防治方法极为重要。
miRNA是近年来在多种真核细胞及病毒中发现的一类来源内源性染色体上的非编码单链RNA,长度约为21-24个核苷酸,它通过与目的基因结合降解mRNA和/或抑制其翻译,发挥着转录后调控的功能。最近的研究表明,miRNA在宿主与病毒的互作过程中发挥着关键的作用,miRNA作为抗病毒治疗的候选药物具备良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小RNA反义核酸AMO-miR-2在制备广谱抗白斑综合症病毒药物中的应用,本发明AMO-miR-2能够抑制WSSV在拟穴青蟹、日本囊对虾和克氏原螯虾体内的增殖,提高其对WSSV的免疫能力,显著降低海水及淡水养殖虾蟹类由于感染WSSV而导致的死亡。
一种水产养殖过程中高效抵抗WSSV的小RNA反义核酸AMO-miR-2,序列为:5’-AUACAACAGCCACUUUGUGAG-3’。
上述高效抵抗WSSV的AMO-miR-2在制备广谱抗白斑综合症病毒制剂中的应用。
进一步的,所述制剂包括含AMO-miR-2的饲料添加剂、固体或者液体药物。
进一步的,所述广谱抗白斑综合症病毒制剂可用于甲壳类动物。
进一步的,所述甲壳类动物包括海水养殖蟹类、海水养殖虾类和淡水养殖虾类。
进一步的,所述甲壳类动物包括日本对虾、克氏原螯虾和拟穴青蟹。
一种包含上述高效抵抗WSSV的AMO-miR-2的制剂。
本发明通过研究miRNA在WSSV感染过程中的表达情况,发现拟穴青蟹受到白斑综合症病毒感染后其体内的miR-2表达明显下调,这表明miR-2可能参与了宿主的免疫反应过程,是潜在的WSSV防治新靶点。为验证此猜想,本发明在感染WSSV的拟穴青蟹体内上调miR-2的表达量,发现体内病毒拷贝数明显增加,表明该miRNA能够促进病毒在宿主体内的感染,是病毒在宿主体内增殖的关键miRNA。基于上述发现,本发明设计了针对miR-2的反义核酸AMO-miR-2抑制miR-2的表达量。将WSSV和AMO-miR-2同时注射到拟穴青蟹体内后,宿主体内的病毒拷贝数显著下降,其作用机制是诱导宿主细胞发生凋亡进而抑制WSSV在拟穴青蟹体内的复制。此外,为了证明AMO-miR-2作为抗WSSV药物的泛适性,本发明在日本囊对虾及克氏原螯虾中进行了相关功能验证试验,发现AMO-miR-2能够抑制WSSV在日本囊对虾及克氏原螯虾体内的增殖,显著提高虾血淋巴细胞的活力,增强虾对病毒的抵抗能力。因此,AMO-miR-2有望成为抗WSSV的新药物,广泛应用于水产养殖过程中WSSV的防治工作。
与现有技术相比,本发明具有以下优势:
(1)本发明AMO-miR-2,不仅适用于预防,也可适用在已爆发白斑综合症的虾蟹的养殖过程。本发明AMO-miR-2以显著抑制WSSV的复制,显著降低由WSSV感染而导致的死亡。
(2)本发明AMO-miR-2属于核酸合成物,分子质量小易降解,不会对虾蟹个体本身造成伤害,不会污染水体环境和海洋生态环境,且不会对人体造成危害,绿色环保。
(3)本发明适用范围广泛,不仅适用于海水养殖的拟穴青蟹及日本囊对虾,同样也适用于淡水养殖的克氏原螯虾,是一种潜在的广谱抗WSSV的药物,广泛应用于水产养殖过程中WSSV的防治工作。
(4)本发明的抗白斑综合症病毒制剂可以只包含AMO-miR-2单一的化学物,本发明更易应用于实际生产。
附图说明
图1为WSSV感染拟穴青蟹后,拟穴青蟹血淋巴细胞中miR-2的表达量变化。
图2为在拟穴青蟹体内注射miR-2模拟物及相关对照后,拟穴青蟹血淋巴细胞中miR-2含量的qPCR检测结果。
图3为用WSSV和miR-2模拟物处理拟穴青蟹后,检测注射0h、24h和48h后青蟹体内WSSV的拷贝数。
图4为在拟穴青蟹体内注射AMO-miR-2及相关对照后,拟穴青蟹血淋巴细胞中miR-2含量的qPCR检测结果。
图5为用WSSV和AMO-miR-2处理拟穴青蟹后,检测注射0h、24h和48h后青蟹体内WSSV的拷贝数。
图6为AMO-miR-2对拟穴青蟹体内血淋巴细胞活力的影响;WSSV感染后,实验组注射AMO-miR-2,对照组注射AMO-miR-2-scrambled,处理48h后检测拟穴青蟹体内的血淋巴细胞活力。
图7为将WSSV混合AMO-miR-2-scrambled和AMO-miR-2后注射至拟穴青蟹体内,空白对照组仅注射PBS。注射48h后利用流式细胞仪检测青蟹血淋巴凋亡率的变化。
图8为用WSSV和AMO-miR-2处理日本囊对虾后,检测注射0h、24h和48h后日本囊对虾体内WSSV的拷贝数。
图9为用WSSV和AMO-miR-2处理克氏原螯虾后,检测注射0h、24h和48h后克氏原螯虾体内WSSV的拷贝数。
图10为AMO-miR-2对日本囊对虾及克氏原螯虾体内血淋巴细胞活力的影响。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1:
WSSV感染不同时间段后拟穴青蟹体内miR-2表达量检测的试验
将体重30-40g,qRT–PCR检测WSSV为阴性的拟穴青蟹在室温、10‰水盐度驯养一周后,向其体内注射200μL/只,106拷贝数的WSSV感染液,分别在注射0h、24h及48h后取血淋巴细胞,提取总RNA后用PrimeScriptTM II 1st Strand cDNA Synthesis试剂盒进行cDNA合成,所用的引物为:5-GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTCACTGGATACGACATACAACA-3’,再利用qRT-PCR检测miR-2表达量,所用引物为P1和P2。
P1:5’-CGCCGCTCACAAAGTGGC-3’;
P2:5’-TGCAGGGTCCGAGGTCACTG-3’。
结果见图1,WSSV感染24h及48h后,拟穴青蟹血淋巴细胞中miR-2表达量均出现显著性下调,说明miR-2参与了拟穴青蟹对WSSV病毒的免疫过程,因此,miR-2是潜在的WSSV防治的新靶点。
实施例2:
miR-2模拟物上调拟穴青蟹体内miR-2表达量的试验
按实施例1的方法随机将拟穴青蟹分成3组,实验组注射200μL/只(250ng/μL)的miR-2模拟物,阴性对照组分别注射200μL/只(250ng/μL)的miR-2-scrambled或200μL/只的PBS,注射48h后取血淋巴组织,通过qPCR检测拟穴青蟹体内miR-2的表达量。
结果见图2,在拟穴青蟹中注射miR-2模拟物后,相较于对照组,miR-2的表达量明显上调,可用于后续功能试验。
实施例3:
miR-2模拟物促进WSSV在拟穴青蟹体内增殖的试验
按实施例2中方法将拟穴青蟹随机分为3组,实验组注射200μL/只106拷贝数的WSSV感染液与200μL/只miR-2(250ng/μL)的混合液,阴性对照组分别注射200μL/只106拷贝数的WSSV感染液与200μL/只miR-2-scrambled(250ng/μL)的混合液或200μL/只106拷贝数WSSV的感染液。分别在注射0h,24h和48h后取其腿部肌肉,并在提取基因组后进行qPCR检测拟穴青蟹体内病毒拷贝数。所用引物为P3和P4。
P3:5’-CAAATCTCCCCTTCATCTACTCAAC-3’;
P4:5’-AATAATTTTCCCGTTTCTGAATAGA-3’。
结果见图3,拟穴青蟹被WSSV感染后,注射miR-2模拟物能显著促进病毒在其体内的复制,表明miR-2对病毒的增殖起正调控作用。因此,为筛选抗WSSV的药物,后续试验使用miR-2的反义核酸AMO-miR-2进行抗病毒试验。
实施例4:
AMO-miR-2抑制拟穴青蟹体内miR-2表达量的试验
按实施例2的方法随机将拟穴青蟹分成3组,实验组注射200μL/只(250ng/μL)的AMO-miR-2,阴性对照组分别注射200μL/只(250ng/μL)的AMO-miR-2-scrambled或200μL/只的PBS,注射48h后取血淋巴组织,通过qPCR检测拟穴青蟹体内miR-2的表达量。
结果见图4,在拟穴青蟹中注射AMO-miR-2后,相较于对照组,miR-2的表达量明显下调,可用于后续功能试验。
实施例5:
AMO-miR-2抑制WSSV在拟穴青蟹体内增殖的试验
按照实施例3的方式将拟穴青蟹随机分为3组,实验组注射200μL/只106拷贝数的WSSV感染液与200μL/只AMO-miR-2(250ng/μL)的混合液,阴性对照组分别注射200μL/只106拷贝数的WSSV感染液与200μL/只AMO-miR-2-scrambled(250ng/μL)的混合液或200μL/只106拷贝数WSSV的感染液。利用实施例3的方法分别检测注射0h、24h及48h后拟穴青蟹体内的病毒拷贝数。
结果见图5,拟穴青蟹被WSSV感染后,注射AMO-miR-2能有效降低其体内的病毒拷贝数,表明AMO-miR-2能够抑制病毒在体内的复制,增加拟穴青蟹的抗病毒能力。
实施例6:
AMO-miR-2增强WSSV感染后拟穴青蟹体内血淋巴细胞活力的试验
将健康的拟穴青蟹分为4组,第1组不做任何处理,第2组只注射WSSV,第3组注射WSSV和AMO-miR-2-scrambled,第4组注射WSSV和AMO-miR-2,注射方法参考实施例5。注射48h后,利用Abnova公司的Cell Viability Assay Kit(Green Fluorescence)试剂盒检测拟穴青蟹血淋巴细胞的活力。
结果见图6,WSSV感染后,拟穴青蟹体内血淋巴细胞活力急剧降低,注射AMO-miR-2能够显著提高病毒感染后血淋巴细胞的活力,有效增强了拟穴青蟹对病毒的抵抗能力。
实施例7:
AMO-miR-2促进拟穴青蟹血细胞凋亡的试验
参照实施例5,实验组注射200μL/只106拷贝数的WSSV感染液与200μL/只AMO-miR-2(250ng/μL)的混合液,阴性对照组分别注射200μL/只106拷贝数的WSSV感染液与200μL/只AMO-miR-2-scrambled(250ng/μL)的混合液或200μL/只106拷贝数WSSV的感染液。注射48h后,用FITC Annexin V Apoptosis Detection试剂盒(BD Pharmingen TM)将拟穴青蟹血淋巴细胞染色,并通过流式细胞仪检测血淋巴细胞的凋亡情况。
结果见图7,拟穴青蟹被WSSV感染后,相较于阴性对照组,注射AMO-miR-2显著提高了拟穴青蟹血淋巴细胞的凋亡率。表明AMO-miR-2的作用机制是通过诱导宿主细胞发生凋亡进而抑制WSSV在拟穴青蟹体内的复制。
实施例8:
AMO-miR-2抑制WSSV在日本囊对虾及克氏原螯虾体内增殖的试验
取体重为10-12g的日本囊对虾和克氏原螯虾在实验室暂养一周以上,取qPCR检测WSSV为阴性的健康的虾进行实验。按照实施例3的方法进行分组,WSSV阳性对照组,WSSV+AMO-miR-2干扰实验组,WSSV+AMO-miR-2-scrambled阴性对照组。参考实施例3的方法分别于注射0h、24h和48h后检测日本囊对虾及克氏原螯虾体内的病毒拷贝数。
结果见图8和图9,日本囊对虾及克氏原螯虾被WSSV感染后,注射AMO-miR-2能有效降低其体内的病毒拷贝数,表明AMO-miR-2能够抑制病毒在体内的复制,增加日本囊对虾及克氏原螯虾的抗病毒能力。
实施例9:
AMO-miR-2增强WSSV感染后日本囊对虾及克氏原螯虾体内血淋巴细胞活力的试验
将体重10-12g的健康日本囊对虾和克氏原螯虾分别用海水和淡水在室内养殖池暂养一周后,参照实施例6分为4组。第1组不做任何处理,第2组只注射WSSV,第3组注射WSSV和AMO-miR-2-scrambled,第4组注射WSSV和AMO-miR-2。注射48h后,利用Abnova公司的CellViabilityAssay Kit(Green Fluorescence)试剂盒检测日本囊对虾及克氏原螯虾血淋巴细胞的活力。
结果见图10,WSSV感染后,日本囊对虾及克氏原螯虾体内血淋巴细胞活力急剧降低,注射AMO-miR-2能够显著提高病毒感染后血淋巴细胞的活力,有效增强了日本囊对虾及克氏原螯虾对病毒的抵抗能力。
SEQUENCE LISTING
<110> 汕头大学
<120> 一种miR-2反义核酸在制备广谱抗白斑综合症病毒药物中的应用
<130> 2019
<160> 1
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 21
<212> RNA
<213> 未知
<400> 1
auacaacagc cacuuuguga g 21

Claims (2)

1.一种高效抵抗WSSV的AMO-miR-2在制备广谱抗白斑综合症病毒制剂中的应用,其特征在于,所述高效抵抗WSSV的AMO-miR-2的序列为:5’-AUACAACAGCCACUUUGUGAG-3’;所述广谱抗白斑综合症病毒制剂用于甲壳类动物;所述甲壳类动物为日本囊对虾、克氏原螯虾和拟穴青蟹。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述制剂包括含AMO-miR-2的固体或者液体药物。
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