Page 63 - 动物生物技术与繁殖研究
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第二章 病毒性动物疫病防控
(三)分子遗传育种
分子生物学和基因工程技术飞速发展,分子遗传育种成为猪抗病育种的新方
法。PRRS 的高致病性和高致死率不仅影响生产效益,对食品安全和公众健康也
具有重大威胁,并且传统药物治疗和疫苗预防都无法产生良好疗效。因此随着研
究不断深入,PRRSV 感染机制逐渐清晰,结合分子遗传学进行抗病育种的效果
更为显著。近年来,利用 RNA 干扰(RNAi)、抗病毒酶转基因技术、基因编辑
技术对 PRRS 抗病进行了研究。例如,对已确定的在 PRRS 发病机制中占据关键
位置的关键基因进行修饰。2014 年,Whitworth 等首次使用 CRISPR/Cas9 技术对
猪细胞进行基因编辑,生产出敲除 CD163 的基因编辑猪,并发现它们能完全抵
抗 PRRSV 分离株 NVSL97-7895 的感染,这被视为现代猪育种的一个里程碑。
1.CD163
CD163 是富含半胱氨酸的清道夫受体(SRCR)超级家族的成员,在来自单
核细胞 / 巨噬细胞谱系的细胞上限制性表达,仅在活化的组织巨噬细胞中表达。
多项研究报道,CD163 是 PRRSV 感染的必需受体,而清道夫受体富含半胱氨酸
的结构域 5(SRCR5)是病毒识别的核心结构域。CD163 最主要的一个功能是其
作为受体介导的内吞作用,将细胞外底物输送到清道夫细胞的内切酶体和溶酶体,
以进行细胞内代谢和激活配体特异性信号通路,诱导促炎细胞因子的产生。
细胞水平上的研究发现,在 BHK-21、PK-15 等多种不易感 PRRSV 的细
胞系中过表达 CD163,均使此细胞系对 PRRSV 变得易感,同样的,易感细胞
中 CD163 下调,能够完全阻断 PRRSV 感染。2016 年,CD163 的作用率先在
Whitworth 等的基因编辑试验中得到证实,他们利用 CRISPR/Cas9 技术生成靶向
CD163 基因 SRCR5 域敲除猪,该猪对Ⅱ型 PRRSV 感染具有完全抗性。随后,
许多实验室针对 CD163 进行编辑,均产生了多种 PRRSV 抗性猪。例如,用人
CD163L1 的 SRCR8 结构域替换猪 CD163 的 SRCR5 域对Ⅰ型 PRRSV 产生了抗
性;删除 SRCR5 结构域使猪对两种基因型 PRRSV 均产生了抗性,抑或是产生
了能抗 HP-PRRSV 的杜洛克猪;还有报道,删除 SRCR5 的 LBP 区域产生了Ⅱ
型 PRRSV 抗性猪。这些研究充分证明了 CD163 基因是猪抗 PRRS 的关键基因,
有助于产生抗 PRRSV 的猪新品种,从而减轻猪患病症状、充分减少经济损失。
2.HDAC6
组蛋白去乙酰化酶(HDACs)是一组能够诱导组蛋白去乙酰化来调控一系
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