弓形虫sod3基因缺失株的构建及其基本生物学功能研究

作者：赵丹钰; 李婷婷; 王萌; 祁淑芸; 梁勤立; 张芝玮; 朱兴全; 王金磊^*

来源：中国兽医科学, 2022, 52(07): 882-891.

DOI：10.16656/j.issn.1673-4696.2022.0102

• 弓形虫
• 氧化应激
• 超氧化物歧化酶(SOD)
• CRISPR-Cas9
• 生物学功能

超氧化物歧化酶（SOD）是一种重要的抗氧化酶，参与一系列重要的细胞过程，可保护机体免受氧化损伤，在寄生虫氧化还原平衡调节中发挥重要作用。本研究利用CRISPR-Cas9介导的同源重组技术，分别构建了弓形虫Ⅰ型RH虫株和Ⅱ型Pru虫株的sod3基因缺失株（RHΔsod3;PruΔsod3）；通过体内和体外试验，探究了sod3基因的基本生物学功能及其在小鼠体内的毒力作用。噬斑试验分析表明，RHΔsod3和PruΔsod3所形成噬斑的大小和数量与野生株相比无显著差异（P>0.05）。研究发现缺失sod3基因不影响弓形虫RH速殖子在体外的入侵效率、细胞内复制能力、逸出能力、活性氧（ROS）水平、总抗氧化能力（T-AOC）。缓殖子转化试验发现，缺失sod3基因不影响弓形虫Pru虫株由速殖子向缓殖子转化。小鼠毒力试验表明，分别单独感染100个RHΔsod3和RH野生株速殖子的昆明鼠均在感染后第8～10天发生死亡；分别单独感染5×105个PruΔsod3和Pru野生株速殖子的昆明鼠均在感染后10 d内发生死亡；分别单独感染5×103个PruΔsod3和Pru野生株速殖子的昆明鼠所形成的脑包囊数量无显著差异（P>0.05）。对弓形虫转录组数据库现有数据分析表明，SOD3在弓形虫孢子化卵囊阶段的表达量显著高于其他时期，说明SOD3可能参与卵囊孢子化过程。本研究成功构建了弓形虫sod3基因缺失株（RHΔsod3;PruΔsod3），为进一步研究sod3基因在Ⅰ型和Ⅱ型虫株的其他生物学功能奠定了基础。

• 单位
  中国农业科学院兰州兽医研究所; 山西农业大学; 家畜疫病病原生物学国家重点实验室