HP-pRRSV抑制IFn-β表達及其調控機理的研究.pdf

1、高致病性豬繁殖與呼吸綜合征(Highly Pathogenetic Porcine Reproductive andRespiratory Syndrome Virus，HP-PRRSV)是PRRSV經過突變形成的具有更強致病性的毒株，能夠引起豬的高熱癥狀，懷孕母豬發(fā)生流產、早產、死胎等繁殖障礙，新生仔豬和育肥豬出現(xiàn)呼吸道疾病且生長緩慢。病毒或細菌等病原微生物與巨噬細胞表面的受體結合以后，與受體發(fā)生相互作用，并刺激巨噬細胞等分泌Ⅰ型干擾

2、素(interferon，IFN)和抗病毒細胞因子，其中IFN-beta(IFN-β)是在病毒感染過程中具有重要作用的Ⅰ型IFN的成員之一。但是某些病毒或細菌被巨噬細胞吞噬后不僅不被降解，反而抑制宿主分泌IFN-β等天然免疫應答反應，在巨噬細胞等免疫細胞中感染和增殖，HP-PRRSV就是典型的代表。HP-PRRSV感染抑制宿主的Ⅰ型IFN介導的天然免疫應答反應，例如抑制IFN-β的表達，然而HP-PRRSV對宿主的天然免疫應答反應的抑制

3、（如IFN-β的表達）及其機理還不十分清楚。
　　本文主要是通過分析MARC-145和豬肺泡巨噬細胞(Porcine alveolarmacrophages，PAM)免疫調控通路RIG-Ⅰ中重要基因IRF3、CBP等在HP-PRRSV感染前后表達水平及其定位等特征，探討PRRSV受體基因變異對PRRSV感染的影響，研究HP-PRRSV抑制宿主的IFN-β表達的機制。主要結果如下:
　　(1) HP-PRRSV感染抑制MARC

4、-145細胞中的IFN-β的mRNA表達水平。感染(+HP-PRRSV)的MARC-145細胞中的IFN-β的表達量在檢測的5個時間點(1hpi,12 hpi,24 hpi,36 hpi,48 hpi)均低于非感染的對照組(-HP-PRRSV)細胞的表達，同時也發(fā)現(xiàn)感染(+HP-PRRSV)和非感染的對照組（-HP-PRRSV）中的IFN-β的表達量非常微弱，無法有效的反映其變化趨勢和不利于后期研究。為了更有效地開展研究，利用常用的IF

5、N的刺激劑Poly(I∶C)處理MARC-145細胞后，IFN-β的表達量顯著增加。然而，Poly(I∶C)刺激和提高的IFN-β的表達水平同樣被HP-PRRSV顯著抑制，而且在MARC-145細胞(Poly(I∶C)+HP-PRRSV)中IFN-β的表達量變化趨勢與感染的(+HP-PRRSV) MARC-145細胞中的相似。因此，采用Poly(I∶C)處理的MARC-145細胞作為對照組，Poly(I∶C)和HP-PRRSV處理的MA

6、RC-145細胞作為試驗組開展后續(xù)研究。試驗組(Poly(I∶C)+HP-PRRSV）MARC-145細胞的IFN-β的表達量顯著低于對照組(Poly(I∶C))。因此后期的試驗側重于研究HP-PRRSV對IFN-β表達的抑制機理。
　　(2) HP-PRRSV感染抑制MARC-145細胞中的IFN-β蛋白表達量。檢測了試驗組(Poly(I∶C)+HP-PRRSV)和對照組(Poly(I∶C))MARC-145細胞的IFN-β的蛋

7、白表達量，結果和(1)中的IFN-β的mRNA表達量的趨勢一致。
　　(3) HP-PRRSV感染抑制肺泡巨噬細胞(PAM) IFN-β的mRNA和蛋白表達。進一步檢測試驗組和對照組PRRSV自然感染的豬肺泡巨噬細胞PAM(Porcinealveolar macrophages)的IFN-β表達，PAM細胞中IFN-β的mRNA和蛋白表達趨勢一致，而且PAM與MARC-145細胞的結果一致。
　　(4) HP-PRRSV感染

8、抑制IFN-β的重要調控因子IRF3的表達。在MARC-145細胞與PAM細胞中，分別檢測了試驗組和對照組的IRF3的mRNA、總蛋白的表達量，試驗組的表達量均低于對照組，而且IRF3的mRNA、總蛋白的表達的趨勢一致。
　　(5)HP-PRRSV感染抑制IRF3的核轉位。在MARC-145細胞與PAM細胞中，進一步檢測了試驗組和對照組的細胞質和細胞核的IRF3的表達量。結果表明，試驗組的細胞質和細胞核的IRF3都分別低于對照組，

9、而且試驗組細胞核的IRF3蛋白非常少以致無法檢測。推測HP-PRRSV感染能夠減少IRF3由胞質向核轉移的數(shù)量。
　　(6)HP-PRRSV感染抑制IRF3的磷酸化。在MARC-145細胞與PAM細胞中，檢測了試驗組和對照組的IRF3的磷酸化蛋白的表達量，試驗組的表達量均低于對照組。推測HP-PRRSV感染通過抑制IRF3蛋白的磷酸化來抑制IRF3的核轉位。
　　(7)HP-PRRSV感染抑制IRF3蛋白Ser396位點的磷

10、酸化。生物信息學對IRF3的蛋白結構和功能預測表明，Ser396隱蔽在IRF3蛋白的螺旋結構和卷曲結構的交界處，而且已經有研究表明該位點對IRF3磷酸化具有重要作用，因此推測HP-PRRSV感染通過抑制Ser396位點暴露來抑制IRF3磷酸化。
　　(8) HP-PRRSV感染對環(huán)磷酸腺苷應答元件結合蛋白(CBP)表達沒有顯著影響。IRF3進入細胞核通過與CBP結合形成復合物才能與IFN-β的啟動子結合，促進IFN-β表達。MAR

11、C-145細胞與PAM細胞中的感染試驗組和對照組的CBP的mRNA表達量均沒有明顯差異，推測HP-PRRSV感染對CBP的表達沒有顯著影響。
　　(9) PAM細胞膜的PRRSV受體基因變異對HP-PRRSV感染的風險具有重要影響。HP-PRRSV感染的風險性與CD163和CD169的單核苷酸突變(SNP)相關。HP-PRRSV被細胞表面的受體識別并吞噬后才能進入細胞，CD163和CD169是兩種重要的受體。Logistic回歸方

12、法對524頭豬（康復豬n=298，患病豬n=95，死亡豬n=41，健康豬n=90）共6個SNPs的基因型進行感染風險分析，共得到3種基因型與HP-PRRSV感染相關，包括CD169-C1654A的AA基因型、CD169-C4175T的CT基因型、CD163-A2552G的AA基因型，比其它的基因型感染HP-PRRSV的風險小一些。說明具有吞噬功能的CD163和CD169的SNPs與感染HP-PRRSV的風險性有關。
　　(10)受

13、體CD169和CD163基因的單核苷酸突變影響受體介導的吞噬功能。蛋白結構和功能預測軟件分析結果表明，CD169受體的3個SNPs均能導致氨基酸的改變，而且都位于免疫球蛋白區(qū)域，影響蛋白穩(wěn)定性。這3個SNPs通過改變蛋白穩(wěn)定性來影響受體介導的吞噬功能。CDI63受體的2個SNPs位于結合病原體的結構域，雖然不改變氨基酸，但是通過影響密碼子的偏好性進而改變翻譯的蛋白的數(shù)量。另一個SNP也位于結合病原體的結構域，通過改變氨基酸影響受體的吞噬

14、功能。
　　本研究初步認為HP-PRRSV通過影響IRF3二級和三級結構而降低了IRF3的磷酸化水平，IRF3蛋白的較低磷酸化水平影響和降低了IRF3進入細胞核的數(shù)量，減少了蛋白IRF3和CBP結合形成的復合物，并且減少了復合物與IFN-β啟動子結合機會，從而抑制IFN-β的轉錄和蛋白表達，進而使HP-PRRSV抑制了宿主的免疫反應而感染侵害宿主。此外，PAM細胞膜上的PPRSV受體基因（CD163和CD169）的變異和不同基因型