猪δ冠状病毒（PDCoV）是一种新发的猪肠道冠状病毒，主要感染新生仔猪，引起仔猪腹泻、呕吐、脱水甚至死亡，造成严重经济损失。猪APN基因编码的蛋白是PDCoV感染宿主的主要受体之一，在病毒入侵中发挥重要作用，对猪体APN基因进行编辑有望培育出抵抗PDCoV感染的抗病猪品系，解决疫病防控问题。
近日，兽医所李彬研究员团队与吉林大学欧阳红生教授团队合作，在创制抗猪δ冠状病毒基因编辑猪领域取得重要进展，相关研究发表在国际病毒学权威期刊《Journal of Virology》上，题为“Effective inhibition of PDCoV infection in chimeric APN gene-edited neonatal pigs”，该研究报道了应用CRISPR/Cas9基因编辑技术培育APN基因编辑仔猪，发现APN基因编辑的细胞和仔猪均能有效抵御PDCoV感染。
研究人员将不同物种APN蛋白进行同源性分析和结构模拟，发现猪源APN（pAPN）的第IV功能域（717-839 aa）与对应鼠源APN（mAPN）序列差异较大，这段区域的替换可能会显著影响宿主对病毒的易感性。因此，本研究应用CRISPR/Cas9基因编辑技术将mAPN的717-839 aa替换pAPN相应序列，获得了嵌合APN的PK-15 和LLC-PK1细胞。将嵌合APN细胞和野生型细胞感染PDCoV后发现，嵌合APN细胞能显著抑制病毒增殖。
随后，研究人员基于体细胞核移植、胚胎移植等技术，成功培育嵌合APN基因编辑仔猪。将原代小肠上皮细胞感染PDCoV后发现，嵌合APN细胞能显著抑制病毒增殖。为了进一步研究嵌合APN仔猪能否有效抵御PDCoV感染，研究人员将PDCoV口服感染嵌合APN仔猪，同时以未进行基因编辑的仔猪作为攻毒对照组。攻毒后发现，嵌合APN组无仔猪发生腹泻，攻毒对照组5头仔猪均出现持续性严重腹泻症状，嵌合APN组肛拭子排毒水平、肠道组织病毒载量、剖检病变和显微病变均显著低于攻毒对照组（P＜0.05），表明嵌合APN仔猪能有效抵御PDCoV感染。
综上所述，研究人员应用CRISPR/Cas9基因编辑技术培育的嵌合APN基因编辑仔猪能有效抵御PDCoV感染，为培育抗PDCoV种猪提供了优秀种质材料。
兽医研究所动物腹泻病防控创新团队李基棕副研究员、吉林大学博士研究生周健为论文共同第一作者，团队首席李彬研究员和吉林大学谢子聪副教授为论文共同通讯作者。该研究得到了十四五国家重点研发计划、农业生物育种重大项目、国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的资助。
文章链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00611-24
日期：2024-08-12
