豬TRIM32分子的克隆、表達及其功能分析

李 慧，張彥兵，解藝璇，陸 艷，相 笑，劉 珂，魏建超，李宗杰，邵東華，李蓓蓓，馬志永，邱亞峰

（中國農業科學院上海獸醫研究所，上海 200241）

TRIM32（The tripartite motif 32）作為TRIM家族中的成員之一，與TRIM家族其他成員的結構相似，其N端具有典型的RBBC結構，即一個RING結構域、兩個B-BOX結構域、一個Cioned-coin卷曲螺旋結構域，與此相連的為1個間隔片段和6個NHL重復序列[1-2]。作為一種E3泛素連接酶，TRIM分子可催化泛素（Ub）分子從E2傳遞到靶蛋白，從而使靶蛋白發生泛素化修飾。在此過程中，其N端的RING結構域是必須的。已有研究表明，TRIM32依賴于RING結構域能夠靶向多種蛋白并通過蛋白酶體途徑使之泛素化降解[3-6]?；谶@種廣泛的底物特異性，TRIM32參與多種生命活動包括發育和分化[4,7-10]、Micro RNA的調節[4,11]、腫瘤發生過程[12-13]。

此外，現有的結果顯示TRIM32在先天性抗病毒過程中也發揮著重要的作用：1）TRIM32調控IFN-β的產生發揮先天性抗病毒的作用，具體的機制為TRIM32通過介導STING的泛素化，從而顯著增強STING介導的IFN-β產生[6]；2）此外，TRIM32在甲型流感病毒（Influenza A virus,IAV）感染過程中，能夠直接增加PB1的泛素化，通過降解PB1抑制IAV的感染[14]。

我們感興趣于豬TRIM32分子在先天性抗病毒中的作用，然而目前，對于豬源TRIM32分子的研究還未見報道。本研究從豬肺臟中克隆了豬TRIM32基因，利用過表達和RNA干擾的方法探討了TRIM32分子在PRRSV感染中的作用。這些研究結果為揭示豬TRIM32在先天性抗病毒中的分子機制奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 主要材料 293T細胞、Marc145細胞、HP-PRRSV毒株SY0608及真核表達載體p3xFlag-CMV-14都由本實驗室保存。LATaq?高保真酶，HindⅢ/BamHⅠ限制性內切酶，PrimeScriptTMRT Master Mix（Perfect Real Time）、TB GreenTMPremix ExTaqTMⅡ購自TaKaRa 生物技術有限公司；DMEM、opti-MEM、胎牛血清、胰酶、PBS、Lipofectamine?RNAiMAX Reagent、Lipofectamine 3000、蛋白Marker均購自Thermo公司。

1.2 基因的擴增 根據GenBank上預測的豬TRIM32基因的序列設計引物，利用豬肺組織提取總RNA并反轉錄成cDNA為模板，利用LATaq高保真酶進行PCR擴增，引物序列見表1。PCR反應程序為：95℃預變性5 min；95℃變性30 s，68℃復性30 s，72℃延伸2 min；共35個循環；72℃再延伸7 min；4℃保存。將膠回收目的片段連接至pMD-18T載體，并送公司進行測序分析，選用測序正確的菌液提取質粒，命名為pUC-porTRIM32。

表1 PCR引物序列Table 1 PCR primers sequence

1.3 基因的真核載體構建 根據真核表達載p3xFlag-CMV-14以及豬TRIM32中限制性內切酶位點的特征，設計引物并在引物兩端添加合適的保護性堿基和限制性內切酶序列（表2），以pUC-porTRIM32質粒作為模板，進行PCR擴增和瓊脂糖凝膠分析。將PCR膠回收產物HindⅢ和BamHⅠ雙酶切。膠回收酶切產物后，利用T4 DNA 連接酶將酶切回收的片段與同樣酶切的載體進行連接，16℃過夜后，將連接產物轉化到DH5α大腸桿菌中；將轉化的大腸桿菌涂布含有Amp的LB瓊脂平板，37℃過夜培養后，分別挑取單菌落于含有Amp的LB中，在恒溫培養箱里搖菌過夜后，通過菌液PCR以及質粒酶切的方法，進行陽性質粒的鑒定。最后，對鑒定陽性的克隆，進行測序分析。

表2 PCR引物序列Table 2 PCR primers sequence

1.4 瞬時轉染 將狀態良好的293T細胞或Marc145細胞鋪于細胞板中，待細胞長至80%密度時，利用Lipofectamine?3000試劑，將重組質粒pFlagporTRIM32或p3xFlag-CMV-14空載體轉染到細胞中，具體步驟依據Lipofectamine 3000說明書進行。

1.5 RNA干擾與熒光定量PCR分析 根據猴TRIM32基因的序列，由吉瑪公司設計并合成干擾RNA，利用Lipofectamine?RNAiMAX將特異的siRNA和NC轉染Marc145細胞，具體根據脂質體的說明書進行。于轉染后48 h后，感染HP-PRRSV（0.5 MOI），約18 h后收取細胞上清液用于TCID50分析；同時，提取細胞總RNA用于熒光定量RT-PCR分析[15]。定量PCR的引物詳見表3。

表3 熒光定量PCR引物Table 3 Primers for real-time PCR

2 結果

2.1 豬TRIM32基因的克隆及真核表達載體的構建 為了克隆豬TRIM32基因，利用RT-PCR從豬肺組織中擴增獲得約2000 bp的基因片段（圖1A）；將PCR膠回收產物克隆至pMD18-T載體中，對陽性的克隆進行測序并對獲得的序列進行分析，結果顯示擴增獲得的片段為1956 bp，與GenBank預測的序列相同。隨后，通過酶切、連接將目的片段克隆入p3xFlag-CMV-14的HindⅢ和BamHⅠ位點，陽性質粒利用HindⅢ和BamHⅠ雙酶切，可以切出兩個片段，分別為6300 bp和2000 bp（圖1B），陽性質粒命名為pFlag-porTRIM32。

圖1 豬TRIM32的基因克隆及真核表達載體的構建Fig.1 The segmental amplification of porcine TRIM32 gene and construction of eukaryotic expression vector of porcine TRIM32

2.2 重組質粒pFlag-porTRIM32的表達分析 為了驗證重組質粒pFlag-porTRIM32的表達，通過脂質體將重組質粒和空載體瞬時轉染入293T細胞。于轉染后24 h，收獲細胞并制備蛋白樣品。利用Western blot對重組質粒的表達進行分析，結果顯示，與轉染空載體的樣品相比，在轉染重組質粒的細胞中，抗Flag的抗體檢測到約72 kDa的特異條帶（圖2）。

圖2 Western blot鑒定重組質粒pFlag-porTRIM32的表達Fig.2 Analysis of expression of recombinant plasmid pFlag-porTRIM32 by Western blot

圖3 過表達豬TRIM32對HP-PRRSV感染的影響分析Fig.3 Effect of overexpression of porcine Flag-TRIM32 on HP-PRRSV infected cells

2.3 過表達豬TRIM32分子對HP-PRRSV感染的影響 實驗室前期數據顯示PRRSV感染抑制TRIM32的表達（mRNA水平，結果未顯示），然而，TRIM32在PRRSV感染中的作用不清楚。鑒于TRIM32介導先天性抗病毒的作用，本研究利用PRRSV為模型，探究豬TRIM32在HP-PRRSV感染中的作用。我們利用過表達豬TRIM32分子驗證其在PRRSV感染中的作用。Western blot的結果顯示，Flag-porTRIM32在Marc145細胞成功過表達，而且與Flag-vector 組相比，過表Flag-porTRIM32組，病毒結構蛋白N蛋白的表達量明顯受到抑制（圖4A）；進一步，利用TCID50對上清液中的病毒量進行了分析，結果同Western blot相符，與vector組相比，過表達豬Flag-TRIM32組能有效抑制HP-PRRSV的感染（圖4B）。

圖4 沉默TRIM32對HP-PRRSV感染的影響分析Fig.4 Effect of silencing of TRIM32 on HP-PRRSV infected cells

2.4 沉默TRIM32的表達對HP-PRRSV感染的影響 為了進一步探究TRIM32在HP-PRRSV感染中的作用，我們利用Lipofectamine?RNAiMAX將猴TRIM32特異的siRNA轉染到Marc145細胞中，通過qPCR的檢測結果顯示：RNA干擾能夠有效限制TRIM32的表達（圖4A）；同時，相對于NC組，RNA干擾組的PRRSVORF7基因表達有明顯上升趨勢（圖4B）。進一步，通過對細胞上清液進行TCID50分析，結果顯示沉默內源TRIM32的表達顯著促進病毒的感染（圖4C），這一結果與qPCR的結果一致。

3 討論

鑒于豬TRIM32的分子還沒有克隆，本研究首先克隆了豬TRIM32分子，并將其克隆入真核表達載體中進行表達分析。結果顯示豬TRIM32的分子量約為72 kDa，與預期的大小一致。盡管可以利用商業化的抗體（針對人TRIM32分子的抗體）進行豬TRIM32分子的表達鑒定，但目前還沒有篩選到合適的抗體應用豬TRIM32的表達檢測。下一步我們將根據克隆的基因序列，進行針對豬TRIM32分子特異抗體的制備。

盡管我們在前期的研究中揭示了PRRSV感染影響TRIM32在豬肺泡巨噬細胞上的表達（結果未顯示），然而，對TRIM32在PRRSV感染中的作用不清楚。我們利用過表達豬TRIM32分子揭示了TRIM32具有抑制PRRSV感染的作用。進一步利用RNA干擾方法，沉默Marc145細胞中內源性的TRIM32，可以顯著地增加PRRSV的感染這一研究結果揭示了TRIM32具有抗PRRSV感染的作用。已有的結果顯示TRIM32分子對多種病毒的感染具有抑制作用，包括水泡性口炎病毒（VSV）、新城疫病毒（NDV）、流感病毒（AIV）等。其中，TRIM32介導的抗病毒的機制包括：1）TRIM32通過STING的泛素化調控Ⅰ型干擾素的產生，繼而發揮抗病毒的作用；2）TRIM32直接靶向于病毒蛋白，介導病毒蛋白的降解。目前這個階段，豬TRIM32是如何發揮抗體PRRSV感染的作用機制，還不清楚。我們接下來的工作，將聚集于TRIM32的這些作用進行相關機制的解析。

總之，本研究成功克隆了豬TRIM32基因，并鑒定了豬TRIM32的表達，揭示了TRIM32具有抗PRRSV感染的作用。下一步，我們將聚焦于豬肺泡巨噬細胞（PAM）上TRIM32抗PRRSV感染的機制的研究。本研究結果不僅為揭示豬TRIM32抗PRRSV感染的機制奠定基礎，而且為進一步理解豬TRIM32的生物學功能奠定基礎。