网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Nat Commun | 无需额外表达人源病毒受体,三种干扰素通路缺陷小鼠(AGL)可直接支持多种呼吸道病毒感染

0
分享至


呼吸道病毒是威胁人类健康的重要病原体,也是未来导致新突发传染病的主要病原类型。然而,由于物种特异性感染偏好,绝大多数人类呼吸道病毒无法直接感染常用的近交系小鼠。为得到可感染人病毒的小鼠模型,主流建模策略有:1)通过传代获得人病毒的鼠适应株;2)表达人源病毒受体(比如表达人ACE2的SARS-CoV-2模型);3)构建人源化小鼠模型。上述策略均存在严重局限。鼠适应株传代耗时长、能否成功不可预见,并非所有病毒都适合培育病毒适应株;从鉴定病毒受体到转基因也需要较长周期,也并非所有受体转基因都能支持病毒感染(比如HBV病毒受体NTCP);人源化小鼠的制备周期也较长且人源供体样本受伦理限制。是否有一种小鼠模型可以支持广谱呼吸道病毒感染?需要一个可以作为提前应对新发突发病毒病的通用小鼠模型。

近日,Nature Communications正式发表了广州医科大学附属市八医院/上海市公共卫生临床中心李锋团队题为Triple IFN pathway deficiency sensitizes mice to human respiratory virus infection independent of human viral receptor expression 的研究论文(共同第一作者:范庆红 盘美芳 蒋梦玲 冯成千 崔剑萍 张俊)。该研究首先利用CRISPR/Cas9技术大片段敲除小鼠16号染色体上193kb的基因片段,一步法获得了I型、II型和III型干扰素受体(IFNAR、IFNGR、IFNLR)全部敲除,构建了天然免疫严重缺陷的AGL小鼠。随后证明了无需表达任何人类病毒受体,该AGL小鼠可支持多种人类呼吸道病毒感染并发病,代表性的病毒为,腺病毒(dsDNA, 无包膜)、猴痘病毒(dsDNA, 有包膜)、副流感病毒(单负链RNA病毒,有包膜)和新型冠状病毒(单正链RNA病毒,有包膜)。该AGL小鼠模型可作为应对新突发病毒的广谱、通用型动物模型。


干扰素(IFN)通路是宿主抗病毒的核心节点,包括I型(IFN-α/β,受体IFNAR1/IFNAR2)、II型(IFN-γ,受体IFNGR1/IFNGR2)和III型(IFN-λ,受体IFNLR1/IFNLR2)。I型和III型IFN主要介导先天抗病毒防御,II型IFN则主要参与适应性免疫调节。此前已有I+II型双敲小鼠(AGB6)和I+III型双敲小鼠的报道,但尚无三种干扰素受体全部敲除的小鼠模型的报道。原因之一是通过杂交繁育得到三条干扰素通路敲除小鼠的过程比较复杂;原因之二是普遍认为III型干扰素的抗病毒作用不及I型干扰素通路,不值得做。小鼠Ifnar2、Ifnlr2、Ifnar1和Ifngr2四个基因在16号染色体上串联排列,利用CRISPR/Cas9技术一步删除包含这四个基因的193kb片段,获得I+II+III型干扰素通路三敲除的AGL小鼠(图1)。


图 1 | AGL小鼠构建策略及基因、蛋白表达和功能验证。

随后,该研究测试了四种分类不同、受体各异的代表性人呼吸道病毒在该AGL小鼠中的感染和致病特征。四种病毒为,人腺病毒55型(HAdV-55,双链DNA病毒,无包膜)、猴痘病毒(MPXV)IIb分支(双链DNA病毒,有包膜)、人副流感病毒3型(hPIV3,单股负链RNA病毒)与SARS-CoV-2 Delta变异株(单股正链RNA病毒)。

1)HAdV-55剂量降低近1000倍,AGL小鼠感染出现肺炎

HAdV-55是一种无包膜双链DNA病毒,是引起成人重症肺炎的重要病原体。曾报道,HAdV-55可感染人DSG2转基因小鼠,但需要超高剂量(1×10⁸ PFU),且不出现明显疾病症状。而在新构建的AGL小鼠中,千分之一剂量(3.5×10⁵ PFU)的HAdV-55即可导致AGL小鼠感染并致病。AGL小鼠肺部的病毒DNA载量达5.7×10⁵ vg copies/mg组织,并出现病毒性间质性肺炎。病毒主要感染巨噬细胞和Club cell,感染后期以炎症-免疫募集-细胞外基质重塑-纤维化的共定位轴驱动了肺部持续免疫病理损伤。这些特征与人类重症HAdV-55感染引起的急性下呼吸道损伤一致。

2)MPXV IIb弱毒株在AGL小鼠中致病性显著增强

MPXV是一种具有包膜双链DNA病毒,分为Ia、Ib、IIa和IIb四个分支,各分支的毒力差异很大。其中,IIb分支的毒力较弱,在常用的CAST/EiJ小鼠中不能建立有效感染。与该研究团队此前报道MPXV IIb的AGB6小鼠(I+II型IFN通路缺陷)模型相比,AGL感染MPXV IIb病毒后,体重降低速度更快,疾病严重程度更高。病毒在肺、鼻甲、肝、脾等多个器官中复制,病理损伤更为严重。病毒在表达Il1b的中性粒细胞和巨噬细胞中复制水平较高。结果说明,在I型和II型IFN通路已缺陷的基础上,III型IFN通路的进一步缺陷显著提高小鼠对MPXV的易感性和致病性。

3)hPIV3从无模型可用到可评价药效

hPIV3是一种具有包膜的单股负链RNA病毒,是儿童下呼吸道感染的主要病原之一。曾有报道AG129小鼠(I+II型IFN通路缺陷)可支持hPIV3感染,但无明显疾病症状。AGL小鼠对hPIV3感染高度易感,仅7×10⁴ PFU即可引起上、下呼吸道高效病毒复制,并导致60%致死率和严重间质性肺炎。病毒主要感染肺支气管Ciliated cell、Club cell以及巨噬细胞。该研究随后评价了抗病毒药物GS-441524(瑞德西韦的母核苷,RdRp靶点)的体内疗效。确证了GS-441524可完全逆转感染小鼠的体重降低,生存率从感染对照组的40%提升至100%;肺病毒RNA从3.7×10⁶ copies/μg RNA降至5.0×10⁴ vg copies/μg RNA(P = 0.0029),鼻甲病毒RNA从3.7×10⁷降至2.9×10⁶ vg copies/μg RNA(P = 0.0224);肺部炎症完全消退。

4)AGL小鼠无需人ACE2表达即可感染SARS-CoV-2 Delta变异株

SARS-CoV-2是一种具有包膜的单股正链RNA病毒,通过ACE2受体感染人体细胞。现有的小鼠感染模型均需转基因表达或人源化ACE2(如K18-ACE2转基因鼠)或依赖变异株对鼠ACE2的亲和力增强(如Beta变异株)。AGL小鼠未转人源ACE2,但临床分离的Delta变异株仍可在其肺部复制。虽然感染是非致死性的(无明显体重降低),但可检出明确的病毒复制,并出现间质性肺炎。多色免疫荧光显示病毒主要定位于CD169⁺间质巨噬细胞。研究者推测,小鼠体内可能存在替代性附着因子(如Neuropilin-1、硫酸乙酰肝素)或受体酪氨酸激酶(如AXL)介导非ACE2依赖的病毒有限进入;胞内因子如TMEM106B可能促进内体运输和膜融合。在正常小鼠中,干扰素系统抗病毒能力强大,可在病毒入侵早期快速清除这些入侵病毒,从而检不出病毒。而在AGL小鼠中,干扰素抗病毒防线全面失守,入侵病毒可以复制到较高水平。

总结

综上所述,该研究首次构建了一种I/II/III型干扰素通路缺陷的小鼠模型AGL,并基于此模型证实无需表达人类病毒受体即可支持多种人类呼吸道病毒的感染和致病。揭示了III型干扰素作为底层抗病毒防线的重要作用,也为新突发病毒的快速应对和抗病毒药物评价提供了通用型的小动物测试平台。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-026-75678-2

制版人: 十一

学术合作组织

(*排名不分先后)



战略合作伙伴

(*排名不分先后)

推荐直播

转载须知


【非原创文章】本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经作者的允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘


点击主页推荐活动

关注更多最新活动!


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
黄克诚晚年吐真言:朱老总带上井冈山的,何止一支军队?

黄克诚晚年吐真言:朱老总带上井冈山的,何止一支军队?

纪史行者
2026-10-18 10:45:20
驻日武官王庆简:潜伏在日本20年,出卖了无数军情,没料到最后竟被一个老习惯断送了性命

驻日武官王庆简:潜伏在日本20年,出卖了无数军情,没料到最后竟被一个老习惯断送了性命

磊子讲史
2026-09-16 18:16:40
就在今天!麦丹开创了一个NBA历史先河

就在今天!麦丹开创了一个NBA历史先河

篮球大视野
2026-10-20 12:35:14
中央亮剑!多地开启机关事业单位大整顿,这几类人受影响最大

中央亮剑!多地开启机关事业单位大整顿,这几类人受影响最大

职场资深秘书
2026-10-19 15:13:49
湖人开幕战最低票价跌至116美元被76人反超,尼克斯1112美元断崖第一

湖人开幕战最低票价跌至116美元被76人反超,尼克斯1112美元断崖第一

体育妞世界
2026-10-19 17:22:52
严重违规?C罗等于没受罚!30天禁赛已执行19天 39秒工资就能交罚款

严重违规?C罗等于没受罚!30天禁赛已执行19天 39秒工资就能交罚款

我爱英超
2026-10-20 04:18:08
AI的报应终于来了!老干妈引入AI改造生产线事件,“无人厂房”引发舆论持续发酵,网友追问生产的东西卖给谁

AI的报应终于来了!老干妈引入AI改造生产线事件,“无人厂房”引发舆论持续发酵,网友追问生产的东西卖给谁

火山詩话
2026-10-20 06:40:11
泽连斯基顾问公开表示:俄罗斯袭击乌克兰,美国在开打前1分钟才告知我们,这很危险,并且美国对我们使用星链的限制仍在继续

泽连斯基顾问公开表示:俄罗斯袭击乌克兰,美国在开打前1分钟才告知我们,这很危险,并且美国对我们使用星链的限制仍在继续

吉刻新闻
2026-10-20 07:48:38
湖南女网红晚安安从35楼坠落生还:从ICU出来父母叫我“宝宝崽崽”,感觉重新过了童年;回忆坠楼经历称当天记忆空白,不知道怎么发生的

湖南女网红晚安安从35楼坠落生还:从ICU出来父母叫我“宝宝崽崽”,感觉重新过了童年;回忆坠楼经历称当天记忆空白,不知道怎么发生的

蓬勃新闻
2026-10-20 06:36:31
网传北大复旦联合调查的数据显示:年轻男女的约P率断崖式下跌,近五年下跌幅度超60%!

网传北大复旦联合调查的数据显示:年轻男女的约P率断崖式下跌,近五年下跌幅度超60%!

黯泉
2026-10-20 11:11:58
张雪官宣首款电摩明年上市,目标直指全球头部阵营

张雪官宣首款电摩明年上市,目标直指全球头部阵营

界面新闻
2026-10-20 11:09:45
林火肆虐,印尼忙着救红毛猩猩

林火肆虐,印尼忙着救红毛猩猩

环球网资讯
2026-10-20 06:53:17
今天10月20日,全体退休人员注意:10月养老金发放,必查三项!

今天10月20日,全体退休人员注意:10月养老金发放,必查三项!

老孙说
2026-10-20 09:14:59
华为新车官宣:10月25日,正式开启交付

华为新车官宣:10月25日,正式开启交付

科技堡垒
2026-10-19 11:45:03
事态升级!解放军锐评旭日旗事件 陈某迎四大噩耗 不止遣返那么简单

事态升级!解放军锐评旭日旗事件 陈某迎四大噩耗 不止遣返那么简单

健身狂人
2026-10-20 07:19:37
宇树科技终于出了口恶气

宇树科技终于出了口恶气

财报时间
2026-10-20 08:33:24
闹大了!100斤花生榨出油44斤、花生渣46斤,凭空少了10斤,湘西村民怀疑油坊动手脚,引发争吵

闹大了!100斤花生榨出油44斤、花生渣46斤,凭空少了10斤,湘西村民怀疑油坊动手脚,引发争吵

火山詩话
2026-10-19 06:14:47
岛内选情突然生变!卢秀燕临阵换旗,国民党不能输,沈伯洋赢不了

岛内选情突然生变!卢秀燕临阵换旗,国民党不能输,沈伯洋赢不了

面包夹知识
2026-10-20 14:34:21
正式退出,马琳发声,官宣意外决定,乒协批准

正式退出,马琳发声,官宣意外决定,乒协批准

懂球社
2026-10-20 10:03:20
一年长高3厘米!女篮混血前锋狂轰20+26+9天赋溢出:21前场板太炸了

一年长高3厘米!女篮混血前锋狂轰20+26+9天赋溢出:21前场板太炸了

颜小白的篮球梦
2026-10-20 14:13:08
2026-10-20 16:11:00
BioArt incentive-icons
BioArt
探索生物艺术之奥秘
11430文章数 18548关注度
往期回顾 全部

科技要闻

新版MiniMax,能和DeepSeek掰手腕吗?

头条要闻

男子高反身亡姐姐被传"不愿请马来救援" 曾躺帐篷三天

头条要闻

男子高反身亡姐姐被传"不愿请马来救援" 曾躺帐篷三天

体育要闻

30天30队·奇才:三状元一榜眼 35胜?

娱乐要闻

李连杰回应抛妻弃女传闻,透露四个女儿关系

财经要闻

这些科技股王,为什么总输给茅台?

汽车要闻

不知道二代海鸥多好玩? 上赛道跑两圈 很过瘾的

态度原创

本地
教育
家居
游戏
公开课

本地新闻

一场垂直登高赛跑出了"山城"的真正内核

教育要闻

中等生要主动走出舒适区

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

多人在线治愈生活向网飞新游《Spirit Crossing灵渡之境》中文试玩版亮相Steam十月新品节

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版