牙买加果蝠对埃博拉病毒而非马尔堡病毒的易感性由内在差异驱动

Jamaican fruit bats' competence for Ebola but not Marburg virus is driven by intrinsic differences.

作者信息Sarah van Tol, Julia R Port, Robert J Fischer, Shane Gallogly, Trenton Bushmaker, Amanda Griffin, Jonathan E Schulz, Aaron Carmody, Lara Myers, Daniel E Crowley, Caylee A Falvo, Jade C Riopelle, Arthur Wickenhagen, Chad Clancy, Jamie Lovaglio, Carl Shaia, Greg Saturday, Jessica Prado-Smith, Yi He, Justin Lack, Craig Martens, Sarah L Anzick, Lon V Kendall, Tony Schountz, Raina K Plowright, Andrea Marzi, Vincent J Munster
PMID40133326
发布时间2025-03
DOI10.1038/s41467-025-58305-4

实验完整度

高

包含活体蝙蝠感染模型、体外细胞感染、病毒进入与复制实验、先天免疫信号通路分析及转录组测序等多层级验证。

主要模型

牙买加果蝠(Artibeus jamaicensis) JFB原代肾细胞(AjKi_RML1、AjKi_RML2) JFB原代肺细胞(AjLu_RML3) JFB翼膜成纤维细胞(AjUFi_RML6)

重点核对

EBOV-Mayinga和MARV-Ozolin的接种剂量(总3.0×10^4 TCID50)及接种途径(口服、鼻内、皮下) 体内实验的观察时间点(3、7、28 DPI)及各时间点的动物数量(n=4) RT-qPCR检测病毒RNA的检测限(组织2.2 log10 copies/g,拭子1.63 log10 copies/mL) 体外感染实验的MOI(0.1或1.5)和检测时间点(24、48、72、96、120 HPI) IFN-I信号抑制实验中使用的抑制剂及浓度(itacitinib 0.25–25 nM,BAY-985 25 nM)

摘要

埃博拉病毒(EBOV)和马尔堡病毒(MARV)是引起人类出血热的人畜共患丝状病毒。相关性数据提示蝙蝠是EBOV的自然宿主,但在任何蝙蝠样本中均未发现EBOV的全长基因组或分离株。在此,我们通过口服、鼻内和皮下联合接种EBOV或MARV,在牙买加果蝠(JFB,Artibeus jamaicensis)中模拟丝状病毒感染。EBOV感染导致全身性病毒复制和感染性病毒的经口排出。MARV复制是短暂的,且不排毒。在体外,JFB细胞复制EBOV的效率高于MARV,且MARV感染诱导先天抗病毒反应,而EBOV能有效抑制该反应。使用表达EBOV或MARV糖蛋白的VSV假颗粒或复制型VSV进行的实验表明,EBOV在JFB细胞中早期进入和复制具有优势。总体而言,本研究描述了丝状病毒在JFB及其细胞中的物种特异性表型。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
牙买加果蝠对不同丝状病毒(埃博拉病毒与马尔堡病毒)的易感性差异及其背后的病毒-宿主相互作用机制是什么?
核心机制
EBOV在JFB细胞中进入和复制效率高于MARV,且EBOV能有效抑制I型干扰素(IFN-I)信号通路,而MARV不能有效拮抗,导致MARV复制受限。
主要证据
活体蝙蝠感染实验显示EBOV播散性感染并经口排毒,而MARV复制短暂;体外实验显示MARV在JFB细胞中诱导IFN-I反应而EBOV不诱导;VSV假颗粒和重组VSV实验证实EBOV进入和早期复制优势。
研究意义
该JFB-EBOV模型可用于研究影响病毒感染动力学和传播的生理及环境应激因素,有助于理解丝状病毒与蝙蝠宿主间的互补性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

活体蝙蝠感染模型建立

评估JFB对EBOV和MARV感染的临床结果、病毒复制和排毒情况。

通过口服、鼻内和皮下联合接种EBOV-Mayinga或MARV-Ozolin,监测体温、体重、血液学、排毒及组织病毒载量。

2

病毒复制与排毒动态分析

比较EBOV和MARV在JFB体内的复制能力和排毒模式。

通过RT-qPCR和病毒滴定检测拭子、组织和血清中的病毒RNA及感染性病毒。

3

免疫应答评估

评估EBOV和MARV感染后JFB的先天免疫和体液免疫反应。

通过RT-qPCR检测ISG和细胞因子mRNA表达,ELISA检测GP特异性抗体,病毒中和试验检测中和抗体,流式细胞术分析淋巴细胞亚群。

4

体外细胞感染实验

比较EBOV和MARV在JFB细胞中的复制效率、进入效率和IFN-I信号拮抗能力。

使用多种JFB细胞系(原代和永生化)感染不同EBOV和MARV毒株,监测复制动力学和宿主基因表达;使用VSV假颗粒和重组VSV评估进入和早期复制差异;通过western blot检测STAT1/2磷酸化。

5

IFN-I信号通路功能验证

验证MARV因无法有效拮抗IFN-I信号而复制受限。

使用IFN-I信号抑制剂(BAY-985、itacitinib)处理细胞,评估对EBOV和MARV复制的影响;检测外源IFN-β对病毒复制和ISG表达的敏感性。

6

转录组分析

比较EBOV和MARV感染后JFB肝脏的转录组变化。

对3 DPI肝脏RNA进行mRNA测序,分析差异表达基因和通路。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Vero E6细胞ATCCCRL-1586
DMEM培养基----
胎牛血清----
RNeasy小型试剂盒Qiagen--
QIAamp病毒RNA试剂盒Qiagen--
TaqMan快速病毒一步法预混液Applied Biosystems--
QuantStudio 6或3 Flex实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
pSTAT1抗体(Y701)Cell Signaling Technology9167S
pSTAT2抗体(Y690)Cell Signaling Technology88410S
总STAT1抗体Cell Signaling Technology14994S
总STAT2抗体Cell Signaling Technology72604S
EBOV VP24抗体Sino Biological40454-T46
EBOV VP40抗体GeneTexGTX134034
MARV VP40抗体The Native Antigen CompanyMAV12450-100
RIG-I抗体Kerafast1C3
β-微管蛋白抗体Sigma AldrichT8328
Lamin A/C抗体Cell Signaling Technology4777S
Clarity Western ECL底物BioRad--
SuperSignal West Femto底物Thermo Scientific--
iBright成像系统Thermo Fisher Scientific--
TrypLE Express消化液Gibco--
MEM非必需氨基酸Gibco--
pcDNA3.4载体GenScript--
FreeStyle 293表达培养基Gibco--
PEI MAX转染试剂Polysciences24765-1
HisPur Ni-NTA树脂ThermoFisher Scientific--
Ni-NTA Superflow柱Qiagen--
HiTrap Capto Q阴离子交换柱Cytiva--
AKTA FPLC系统GE Healthcare--
BAY-985抑制剂----
伊他替尼----
高分子量聚肌胞苷酸Invitrogen--
EBOV GP ELISA抗原----
MARV GP ELISA抗原IBT Bioservices0506-015
Maxisorp板Nunc--
TMB底物试剂盒SeraCare5120-0047
Alexa Fluor蛋白标记试剂盒InvitrogenA10238
ViaKrome 808可固定活力染料Beckman Coulter--
Cytofix/Cytoperm试剂盒BD Biosciences--
别藻蓝蛋白标记抗CD79a抗体BD BiosciencesHM57
异硫氰酸荧光素标记抗CD3ε抗体BioRadCD3-12
Cytoflex LX流式细胞仪Beckman Coulter--
NEBNext Ultra II DNA文库制备试剂盒New England BiolabsE7103S
NEBNext多重寡核苷酸(Illumina)New England BiolabsE7335S
MiSeq测序仪Illumina--
ProCyte DX血液分析仪IDEXX Laboratories--
VetScan VS2生化分析仪Abaxis--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
活体感染
EBOV-Mayinga和MARV-Ozolin病毒株、接种总剂量3.0×10^4 TCID50、接种途径(口服、鼻内、皮下)、动物年龄和性别比例
阅读提示:Methods: Bat inoculation
样本采集与检测
拭子采集时间点(感染前、每2天至14 DPI、21 DPI、尸检)、组织采集时间点(3、7、28 DPI)、RT-qPCR检测限、病毒滴定检测限
阅读提示:Methods: Bat inoculation, RNA extractions and RT-qPCR, Virus titration
体外感染
细胞系(AjKi_RML1、AjKi_RML2、AjUFi_RML6等)、MOI(0.1或1.5)、感染时间、培养基成分、重复次数
阅读提示:Methods: In vitro infections
IFN-I信号分析
抑制剂(BAY-985、itacitinib)浓度、IFN-β浓度和处理时间、western blot抗体信息
阅读提示:Methods: IFN-I pathway inhibition, Western blot analysis
转录组分析
RNA样本质量、测序平台(NextSeq)、差异表达分析参数(padj<0.05, fold change>2)
阅读提示:Methods: Next-generation sequencing of mRNA