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研究背景:猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)(俗称"猪蓝耳病")是对全球养猪业危害极大的猪重要病毒性疫病,该病严重影响了我国和全球养猪业的健康和稳定发展。由于PRRSV具有抗原变异性、嗜巨噬细胞性和抗体依赖性增强作用等特征,目前该病的致病机制和免疫机理尚不完全清楚。PRRS已成为兽医病毒免疫学与猪病研究中最具挑战性的课题。对PRRS来说,急需深入研究的一个主要领域就是详细研究PRRSV-宿主之间相互作用的机制。我们前期应用高通量测序技术研究PRRSV感染仔猪肺组织的转录组变化时,发现血红素加氧酶1(HO-1)基因在PRRSV感染后显著差异表达,提示HO-1在PRRSV感染过程中可能发挥重要作用,但具体作用及其分子机制不清楚。本研究的目的在于解析HO-1在PRRSV感染过程中的作用,并阐明其发挥作用的分子机制。研究方法:通过HO-1的激动剂CoPP诱导HO-1表达、腺病毒介导的特异性过表达、RNAi等方法研究HO-1在PRRSV感染过程中的作用。通过病毒感染、双荧光素酶报告系统、基因定点突变、qRT-PCR、western blot、间接免疫荧光检测、流式细胞术等多种方法研究HO-1的代谢产物对PRRSV感染的影响及其分子机制。结果与结论:无论应用HO-1的诱导剂Hemin或钴原卟啉(CoPP)诱导HO-1表达,还是通过腺病毒载体介导的特异性过表达HO-1,均能显著抑制PRRSV在细胞中的感染和复制;当用针对HO-1的特异性siRNA敲低细胞中HO-1基础表达水平时,则促进了PRRSV的感染与复制。这些研究结果表明,HO-1具有抗PRRSV感染的作用。进一步研究发现,HO-1通过其下游代谢产物胆绿素和一氧化碳(CO)而非铁离子发挥抗PRRSV感染作用。胆绿素由其代谢产物胆红素介导并通过NO依赖的cGMP/PKG信号通路发挥抗PRRSV感染作用;而CO通过激活细胞的cGMP/PKG信号通路并负调控PRRSV复制所必需的NF-κB信号通路发挥抗PRRSV感染作用。该研究初步阐明了宿主因子HO-1在PRRSV感染过程中的作用及其分子机制,为确立HO-1作为PRRS防治新靶点提供了科学依据。