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2022最新非洲猪瘟研究进展:非洲猪瘟病毒所在非洲猪瘟T细胞表位的免疫功能和结构方面取得进展

2022最新非洲猪瘟研究进展:非洲猪瘟病毒所在非洲猪瘟T细胞表位的免疫功能和结构方面取得进展
    肉是人类摄入蛋白质的重要来源,占全球肉类产量的三分之一以上。然而,非洲猪瘟(ASF)的暴发对猪群健康和产业稳定产生巨大影响。引起该疾病的非洲猪瘟病毒(ASFV)于 1921 年在肯尼亚被首次发现。2018 年 8月我国首次发现非洲猪瘟病毒。世界动物卫生组织(OIE)数据显示,急性 ASF 可导致猪出血和高烧,死亡率可高达100%。目前,在一些动物实验研究中发现,基于结构蛋白设计的重组表达蛋白疫苗,虽会诱导出相应中和抗体,并延迟临床症状,但中和抗体无法提供充分的保护,猪仍然会出现严重的症状。T细胞是宿主清除病毒的主要方式之一,研究证明T 细胞在 ASFV 的抗病毒免疫和保护中发挥重要作用。
近日,中国疾病预防控制中心病毒疾病预防控制所刘军研究员与合作者在Journal of Virology杂志上以封面文章的形式发表了题为“Mooring stone-like Arg114 pullsdiverse bulged peptides: first insight into African swine fever virus-derived Tcell epitopes presented by swine MHC class I”的论文,通过对瘦肉猪中常见的猪白细胞抗原I型SLA-1*0101的功能和结构的研究,首次阐述了SLA I结合ASFV 表位多肽的T细胞识别和呈递的分子机制,揭示SLA-1*0101的Arg114类似“泊船石”式的多肽稳定方式,对于ASFV的疫苗研发和防控具有重要意义。
    经研究发现SLA-1*0101 结合多肽的基序有别于其他多数哺乳动物MHC I分子。其他MHC I分子使用肽的P2 (多肽第2位)和 PΩ(多肽C端)氨基酸作为主要锚定残基,而SLA-1*0101 结合的多肽以P3 和PΩ作为主要的锚定残基,且对P3-P7位有较强的负电氨基酸的偏好。

图1 SLA-1*0101结合肽独特的基序
    在肽结合槽(PBG)中,构象稳定的正电氨基酸Arg114对多肽结合起到重要选择作用。 Arg114 会对多肽的 P5-P7 位置的负电荷氨基酸具有偏好性,当多肽中间位置出现负电氨基酸时,Arg114 残基充当“泊船石”将多肽“拴”在 SLA-1*0101 的 PBG中。同时,也会因为肽的中间位置是否带负电以及带负电位置的不同也导致多肽呈现多种不同的凸出的构象变化。这些多重构象的存在也预示着SLA-1*0101呈递多肽被T细胞受体识别的多样性。

图2 猪MHC I分子类似“泊船石”式的多肽选择方式及其对构象的影响
    本研究采集了不同疫苗免疫的供体猪的外周血单核细胞 (PBMC),利用免疫原性蛋白p72的衍生肽制备了 SLA-1*0101 四聚体来进行流式检测多肽的 T 细胞识别。结果显示多肽四聚体可以在供体猪的 PBMC 中检测到不同比例的抗原特异性 CD8+ T 细胞(图 4)。相关多肽在分布较为广泛的SLA-1*0101性别猪群中能够激发较强的T细胞免疫,为ASFV的疫苗研发提供了新的思路。

图 3 T细胞对ASFV的p72蛋白功能表位的识别

图 4 Journal of Virology杂志2022年第4期封面图片

    此文首次对非洲猪瘟病毒T细胞表位的免疫功能和呈递结构开展研究,帮助对新T细胞免疫原开展更为精准的筛选,为ASFV的疫苗开发提供了新的见解。中国疾病预防控制中心病毒疾病预防控制所高福院士、刘军研究员,中国科学大学高国兰教授为论文共同通讯作者。中国科学大学博士生岳灿、中牧股份研究院向王震、中国科学大学硕士生黄孝雯、中国农业科学院哈尔滨兽医研究所孙元研究员为论文的共同第一作者。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目支持。本研究得到了中国农业科学院哈尔滨兽医研究所仇华吉研究员、中牧股份研究院肖进研究员、中国科学院微生物所齐建勋研究员和浙江大学医学院附属第一医院的孙泽宇研究员的大力支持,同时本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。


    近年来,中国疾控中心病毒病所刘军研究员在流感等病毒的细胞免疫应答机制方面开展了系列研究工作(包括Immunity,J Virol 9篇,J Immunol 7篇等),搭建了覆盖人和多种重要实验动物的细胞免疫检测平台,系统阐述了多个物种呈递不同病毒表位及其T细胞识别的分子机制,为新发和再发病毒病防控提供了新的思路和科学依据。


论文链接:

https://doi.org/10.1128/jvi.01378-21


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