猪是重要的经济动物和理想的医学实验动物模型。高致病性猪蓝耳病(HPPRRS)是一种异常天然免疫应答性呼吸道RNA病毒病,其病原(HPPRRSV)专嗜猪肺泡巨噬细胞(PAM)并造成严重损伤,相关分子病理机制尚未阐明。本项目以HuN4株HPPRRSV感染SPF猪的PAM为研究模型,采用miRNA芯片技术分析、测定SPF猪感染早期PAM中miRNA的表达谱,筛选HPPRRSV感染早期表达差异的miRNA(P≤0.01),预测其在猪基因组和病毒基因上的靶标,确定靶位点,绘制HPPRRSV感染PAM早期miRNA-mRNA相互作用网络;在细胞水平运用过表达技术分析miRNA对病毒感染的影响,阐明miRNA调控病毒感染的分子机制,试图揭示HPPRRSV对PAM嗜性及严重损伤的miRNA分子基础。本项目的完成对HPPRRS的防治具有实际指导意义,对类似RNA病毒病的免疫病理机制研究可提供重要的理论基础。
miRNA;virus-coding;functional analysis;singling pathway;PRRSV
本研究探索了高致病性猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒HuN4株感染猪肺泡巨噬细胞(PAM)后宿主miRNA的变化,并对差异表达miRNA进行验证,功能分析,靶标分析等,以找到PRRSV感染过程中的关键miRNA分子。为了增加miRNA的数目,我们首先利用生物信息学方法对PRRSV编码的miRNA进行预测和验证。研究发现,所有8株PRRSV序列都有满足miRNA序列特征的片段,但是这些片段都定位在基因组的蛋白编码区内。我们对miRBase19里面所有的病毒编码miRNA做了分析,发现所有的miRNA都定在病毒基因的内含子区或非编码区内。我们采集PAM 感染HuN4后6h,12h,24h的RNA样品进行猪miRNA芯片分析。结果显示PAM 感染HuN4后各个时间点均有miRNA的表达发生变化。此后,我们又对差异表达的miRNA在PRRSV基因组和猪基因组内分别进行靶标预测和分析。结果显示,病毒基因组内差异miRNA的靶标集中在RNA复制酶和转录相关蛋白,证明差异表达miRNA的功能可能与病毒复制有关。对差异表达miRNA靶标进行GO功能富集分析,结果显示动物体内,靶标的功能主要集中在转录、代谢、信号转导、细胞增殖、凋亡以及免疫反应和炎症反应。信号通路分析发现,在PRRSV的感染过程中发挥着重要的作用的Notch signaling pathway,MAPK signaling pathway, p53 signaling pathway,Apoptosis,TGF-β signaling pathway和TLR signaling pathway等,其关键分子均为miRNA的靶标。同时,我们也进行了甲型H1N1流感病毒感染仔猪肺泡巨噬细胞差异miRNA的调控网络构建与分析,以和我们的结果进行比较。