我们研究发现PRRSV强弱毒株感染都激活了猪的先天性和获得性免疫反应,诱导了相应基因异常表达,但HPRRSV大量快速复制诱导更严重免疫反应,导致比NPRRSV更高致病性,但调控机理仍不清楚。最新研究表明,ncRNA作为基因表达关键调控因子在病毒宿主互作中发挥非常重要作用。本研究采用高通量测序获得HPRRSV与NPRRSV感染诱导PAM 的ncRNA差异表达谱,结合前期转录组和蛋白质组数据构建ncRNA-mRNA调控网络,从而找出起关键调控作用的ncRNAs;运用生物信息、超表达、RNAi、流式细胞术、EMSA和CHIP等分子细胞与免疫学方法,研究其对HPRRSV与NPRRSV感染的差异调控作用及分子机理;并通过GWAS获得相应基因SNPs与PRRS抗病相关性。该成果为更好地理解PRRS分子机理及抗病育种研究提供依据,也必将促进我国参与国际基因知识产权竞争,具有重要理论意义和巨大商业价值。
PRRSV;ncRNA;Expression and regulation;Anti-PRRSV;Molecular pathogenesis
猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是严重危害全球养猪业的重要病毒,给猪业生产造成了巨大经济损失,由于我们尚未彻底弄清PRRSV的致病机制,目前对该病的预防和控制尚未取得突破性进展。最近研究表明,宿主细胞的非编码RNA(ncRNA)在病毒-宿主细胞互作过程中起着非常重要的调控作用。本项目首先建立了快速鉴别诊断高致病性毒株(H-PRRSV)与经典性猪繁殖与呼吸综合征病毒 (N-PRRSV)的双色TaqMan探针和SYBR Green-I荧光定量PCR方法及H-PRRSV和N-PRRSV感染猪肺泡巨噬细胞(PAM)的细胞模型。然后对病毒感染周期不同时间点的PAM进行了small RNA和全转录组测序,获得了H-PRRSV 与N-PRRSV 感染诱导PAM 的ncRNA 和mRNA差异表达谱。对H-PRRSV和N-PRRSV感染诱导的差异表达miRNAs和与其表达成负相关的差异表达mRNAs构建了miRNA-mRNA 互作网络。对该网络中的mRNA靶基因进行GO和pathway分析,鉴定到了在PRRSV感染过程中与差异表达的miRNAs成负相关的mRNA靶基因相关的关键GO和信号通路,包括免疫反应、吞噬、自噬、溶酶体、自溶、凋亡、细胞周期等。最后研究了关键miRNA和mRNA在PRRSV 感染中的功能作用及分子机理,同时完成了关键miRNA和mRNA的多态性分析。结果表明,microRNA miR-10a通过靶向宿主靶基因SRP14发挥抑制PRRSV复制的作用。miR-342-5p通过靶向宿主靶基因RANTES抑制PRRSV复制。热休克蛋白(Heat shock proteins,HSPs)家族中的两个核心成员HSP90和HSP70是PRRSV复制必需的宿主因子,应用相应抑制剂和特异性的siRNA抑制其表达,均显著抑制了PRRSV的复制。该研究为深入理解PRRSV的分子致病机制并开发抗PRRSV策略提供了全新视角。