诺如病毒在体外模型中的跨物种传播依赖于病毒内化能力

Norovirus inter-species transmission in an ex vivo model is dependent on virus internalization capacity

作者信息Nele Villabruna, Myra Hosmillo, Ian Goodfellow, Niklas Arnberg, Juan Bárcena, Silke Rautenschlein, Benjamin Heidrich, Andreas Beineke, Gisa Gerold
PMID42546135
发布时间2026-12
DOI10.1080/22221751.2026.2713851

实验完整度

包含体外VLP结合与内化实验、活组织感染实验、α1,2-岩藻糖阻断、胆汁盐处理及RT-qPCR和免疫荧光验证,证据层级多元。

主要模型

猪精密切割肠切片 犬精密切割肠切片 鸡精密切割肠切片 人十二指肠腺癌细胞系HuTu80

重点核对

VLP结合与内化实验中VLP种类、浓度和孵育时间 UEA1阻断浓度及对VLP附着和内化的影响 胆汁盐TLCA和GCDCA处理浓度 感染实验中病毒接种量(基因组拷贝数)和孵育时间 RT-qPCR检测用的引物探针及反应条件

摘要

人诺如病毒(HuNoV)是全球范围内病毒性胃肠炎最常见的原因,引起散发病例和暴发。感染野生和家养动物(包括猪和狗)的诺如病毒与人类诺如病毒在遗传上相关,增加了跨物种传播的可能性。为了研究诺如病毒跨越物种屏障的潜力,我们使用了猪、犬和禽类的精密切割肠切片。我们表明,人诺如病毒病毒样颗粒(VLPs)能结合猪和狗的肠道组织,并分别以与猪和犬诺如病毒相似的效率被摄取。相反,在鸡组织中未检测到人、猪或犬诺如病毒的结合或内化。我们进一步表明,人诺如病毒在猪肠道组织中复制。相比之下,虽然动物诺如病毒附着于人肠道细胞,但细胞内摄取有限。这表明人传动物传播比动物传人传播更可能,且病毒摄取可能构成物种屏障。

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
人诺如病毒与动物诺如病毒能否跨越物种屏障进行传播?
核心机制
物种屏障可能位于病毒附着后的内化步骤,HBGA(α1,2-岩藻糖)是附着所必需的但不是内化充分条件,而病毒内化效率是关键决定因素。
主要证据
VLP结合和内化实验显示人诺如病毒在猪和犬PCIS中有效内化,而在鸡中无;动物诺如病毒在人HuTu80细胞中附着良好但内化率低;人诺如病毒在猪PCIS中复制增加。
研究意义
研究表明人传动物传播比动物传人更可能,提示猪和犬可能作为人诺如病毒的储存宿主,需进一步研究反向传播风险。

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

制备三种动物的精密切割肠切片并评估活力

建立猪、犬、鸡的离体肠道模型并确认其可培养性

从猪、犬、鸡获取新鲜肠道组织,制备PCIS,培养24小时后通过ATP/蛋白比评估活力,并用HE染色和免疫荧光确认组织结构和细胞类型。

2

检测VLP与固定组织的结合

评估不同来源诺如病毒VLP与动物肠道组织的结合能力

使用AF488标记的VLP(HuNoV GII.4 Dijon, PoNoV GII.11, CaNoV GVI.2)与FFPE PCIS孵育,通过病毒组织化学染色检测结合,并用UEA1染色确定分泌状态。

3

检测活组织中的VLP内化

量化不同诺如病毒VLP在活PCIS中的附着和内化效率

将AF488标记的VLP与活PCIS在4°C结合后升温至37°C使内化,用抗体区分内外VLP,通过共聚焦显微镜定量。

4

检测动物病毒VLP在人肠道细胞中的附着和内化

评估动物诺如病毒是否能在人肠道细胞中有效进入

使用人十二指肠细胞系HuTu80,将不同VLP(HuNoV GII.4 Dijon, GII.4 Sydney, GII.3, PoNoV, CaNoV)进行附着和内化实验。

5

测试α1,2-岩藻糖阻断对VLP附着和内化的影响

探究HBGA在VLP附着和内化中的作用

用UEA1(0.1-100 µM)预处理固定或活PCIS,然后检测VLP附着和内化的变化,并用生物素化UEA1确认阻断效率。

6

测试胆汁盐对VLP附着和内化的影响

评估胆汁盐是否影响人肠道细胞和动物PCIS中的VLP附着和内化

将VLP与胆汁盐(TLCA或GCDCA)预孵育后,进行附着和内化实验,同时评估胆汁盐对细胞和PCIS的毒性。

7

检测人诺如病毒在猪PCIS中的复制

验证人诺如病毒在猪肠道组织中是否能复制

将人诺如病毒GII.4 Sydney[P16]或TGEV接种猪PCIS,24小时后通过RT-qPCR检测基因组拷贝数变化,并通过免疫荧光检测病毒蛋白表达。

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
杜氏改良Eagle培养基Sigma-Aldrich--
青霉素-链霉素Gibco--
HEPESThermo Fisher Scientific--
胎牛血清Capricorn Scientific--
ROTI®Cell Hanks'平衡盐溶液(含镁和钙)Carl ROTH--
低熔点琼脂糖GERBU--
RPMI培养基Gibco--
DMEM/Ham's F12培养基Thermo Fisher Scientific--
人胰岛素Sigma-Aldrich--
人氢化可的松Sigma-Aldrich--
人转铁蛋白Sigma-Aldrich--
大鼠纤连蛋白Sigma-Aldrich--
庆大霉素Gibco--
蛋白酶抑制剂Sigma-Aldrich--
ROTI®Histofix 4%甲醛Carl ROTH--
ATP生物发光检测试剂盒CLS IIRoche Diagnostics--
Pierce™ BCA蛋白检测试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Qiagen珠子Qiagen--
MTTThermo Fisher ScientificM6494
Alexa Fluor 488-NHS酯Thermo Fisher Scientific--
30 kDa Amicon超滤管Millipore--
兔抗AF488抗体Thermo Fisher ScientificA-11094
生物素化山羊抗兔抗体Vector LaboratoriesBA-9400
Vectastain ELITE ABC试剂盒Vector LaboratoriesPK6100
18孔ibiTreat培养板ibidi--
山羊抗兔AF568InvitrogenA11011
AF647偶联小麦胚芽凝集素Thermo Fisher ScientificW32466
Hoechst 33342Thermo Fisher Scientific62249
ProLong™ Diamond抗淬灭封片剂Thermo Fisher ScientificP36970
QIAamp病毒RNA小提试剂盒Qiagen--
LightCycler多重RNA病毒预混试剂Roche--
小鼠抗冠状病毒核蛋白抗体Thermo Fisher ScientificMA1-82189
小鼠抗蔗糖酶-异麦芽糖酶抗体Santa Cruz Animal Healthsc-393424
兔抗嗜铬粒蛋白A抗体abcamAB15160
荆豆凝集素1Sigma-AldrichL5505
AF488偶联山羊抗小鼠抗体InvitrogenA11001
甘氨鹅脱氧胆酸Merck--
牛磺石胆酸钠盐Sigma-Aldrich700252P
猪胆汁提取物Sigma-AldrichB8631
振动切片机Leica--
Leica SP5 II激光扫描共聚焦显微镜Leica--
LightCycler 96系统Roche Diagnostics--
链霉亲和素-AF647Thermo Fisher ScientificS32357

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
VLP结合和内化实验
VLP种类和浓度,孵育温度和时间,PCIS个体数量(猪、犬、鸡各3个)
阅读提示:Methods: Entry assay; Results: 图3, 图4
α1,2-岩藻糖阻断实验
UEA1浓度(0.1-100 µM),处理时间(2h RT),固定或活组织
阅读提示:Methods: Virus histochemistry and immunohistochemistry, Entry assay; Results: 图5, 图6
胆汁盐处理实验
TLCA和GCDCA浓度(500 µM),预孵育时间和温度,物种
阅读提示:Methods: Bile samples and bile salts, Entry assay; Results: 图7, 补充图4, 5
感染实验
病毒接种量(HuNoV 1×10^8基因组拷贝,TGEV 1×10^7基因组拷贝),孵育时间(2h),随后培养时间(24h),动物个体数量(4头猪)
阅读提示:Methods: Infection of PCIS; Results: 图8
RT-qPCR检测
引物和探针序列(QNIF2d, COG2R, QNIFS),反应条件(逆转录50°C 15min,变性95°C 5min,40循环)
阅读提示:Methods: RT-qPCR