伪狂犬病毒

1.  伪狂犬病毒(PRV)简介

伪狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)属于疱疹病毒科α-疱疹病毒亚科成员,宿主范围广泛,包括猪、牛、绵羊、山羊、猫、狗等。PRV 疫苗Bartha株具有逆向跨多级突触的特性,可用于解析大脑中枢及外周的神经网络结构。PRV不感染人及灵长类动物,适用于解析啮齿类等动物的神经环路。对于实验人员具有相对较高的安全性,但是仍须在生物安全二级实验室开展工作。

1.1  PRV的基因组及其编码的蛋白

PRV基因组为线状双链DNA分子,大小约150 kb。编码70多个基因,由膜蛋白、间质蛋白、衣壳蛋白、早期转录因子等组成。

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图1. PRV病毒粒子结构图(Pomeranz LE et al. Microbiol Mol Biol Rev. 2005.)

1.2  PRV的生活史

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图2. PRV病毒粒子生活周期(Pomeranz LE et al. Microbiol Mol Biol Rev. 2005.)

1.3  PRV逆行跨多突触标记特性

基于PRV Bartha株构建的重组示踪工具病毒,能够严格逆向跨多突触标记神经网络。病毒感染神经细胞后,在胞内复制并表达目的基因,子代病毒运输到突触后,逆向跨突触进入上游神经元,开始新一轮的复制及逆向跨突触传播等过程。

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图3. PRV Bartha株特异逆向跨突触传播示意图(Ekstrand MI et al. Trends Mol Med. 2008.)

2.  PRV的制备方法与流程简介

PRV工具病毒的制备过程主要包括以下步骤:病毒重组、挑斑纯化、病毒扩增、病毒浓缩以及滴度检测等环节。

PRV 4

图4. PRV制备流程图

2.1  PRV样品滴度检测

PRV病毒滴度测定采用病毒嗜斑技术。计量单位PFU,即病毒斑形成单位(plaque forming unit),指病毒感染单层培养的动物细胞形成的病毒嗜斑数目,采用梯度稀释法测定。

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图5. PRV-hUbC-EGFP产品制备细胞图

3.  PRV应用实例

3.1 适应的神经科学问题

1) 研究大脑特定区域的全脑范围多级输入网络结构。逆行追踪感知觉系统信息从外周向中枢的输入网络,从低级脑区向高级脑区的信息输出的网络结构;从高级脑区向低级脑区反馈信息输出的网络结构。
2) 神经发育过程中的神经网络变化。
3) 神经精神疾病模型中,大脑中枢及外周信息输出神经网络结构特征和异常变化。
4) 神经损伤及康复模型中,大脑中枢及外周信息输出神经网络的连接状况的损伤程度和恢复程度。
5) 追踪外周器官与中枢神经系统间的联系通路。

3.2 应用举例

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图6. PRV-hUbC-EGFP注射嗅结节(TU)48 h后,逆向跨多突触从标记的上游脑区,包括M1,M2,Aco,Piri,OB,VTA等区域,表明这些脑区对TU有直接或间接的投射

4.  生物安全性

利用PRV示踪工具病毒进行相关神经回路标记实验,对实验员的病毒使用经验及生物安全环境有较高要求。动物实验的流程及样本取材实验必须在生物安全二级(BSL-2)实验室中完成,并符合病毒操作相关规程。

5.PRV病毒工具部分产品列表

 PRVP

参考文献:

[1]Ekstrand MI, Enquist LW, Pomeranz LE (2008) The alpha-herpesviruses: molecular pathfinders in nervous system circuits. Trends in molecular medicine 14:134-140
[2]Pomeranz LE, Reynolds AE, Hengartner CJ (2005) Molecular biology of pseudorabies virus: impact on neurovirology and veterinary medicine. Microbiology and molecular biology reviews : MMBR 69:462-500
[3]Ksenija Jovanovic,Angel M. Pastor,Michael J. O’Donovan(2010)The Use of PRV-Bartha to Define Premotor Inputs to Lumbar Motoneurons in the Neonatal Spinal Cord of the Mouse.PLoS One Volume 5, Issue 7:e11743.

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