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干扰素调节因子(IFN regulatory factors,IRFs)是一类重要的转录因子,参与机体免疫应答、炎症反应、肿瘤发生以及细胞凋亡等多种生物学过程。其中,IRF3和IRF7在干扰素的表达调控中起重要作用,参与机体抗病毒免疫应答。近年来研究发现除IRF3和IRF7之外,IRF1在抗病毒免疫应答中也发挥着重要作用。IRF1可能是IRF3和IRF7之外的另一种调节抗病毒免疫的转录因子,而且当IRF3/7或IFNs的功能被抑制时,IRF1可能为调节干扰素(IFNs)和干扰素激活基因(ISGs)的表达提供了备选机制。对于控制那些能够拮抗IRF3和IRF7以及IFNs表达的病毒而言,IRF1介导的抗病毒应答可能发挥着极其重要的作用。目前,猪IRF1的研究相对较少,其具有怎样的功能特点,特别是在猪抗病毒先天免疫过程中的作用如何尚不清楚。因此,本文开展了以下研究,以期更多了解猪IRF1在机体先天性抗病毒免疫机制中的作用。 1.猪IRF1基因的体内表达分析及病毒感染对其表达的影响向 为研究猪IRF1基因的组织分布,采集健康成年猪的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胃、脑等组织,通过荧光定量PCR检测各组织中IRF1基因的表达量。结果表明IRF1在所有检测组织中均有表达,其中脾脏中表达量最高,其次是淋巴结和肝脏,而在心脏、脑和膀胱等其他组织中表达量较低。IRF1在脾脏和淋巴结等免疫相关组织中表达量较高,提示其可能参与机体的免疫应答。为进一步研究病毒感染状态下IRF1基因表达的变化,分别选取两种DNA病毒(猪伪狂犬病毒,PRV;猪细小病毒,PPV)和两种RNA病毒(猪传染性胃肠炎病毒,TGEV;猪水泡性口炎病毒,VSV)为代表,分别检测了PK-15细胞在不同病毒感染后IRF1的表达情况。结果表明除PRV流行毒株(QXX株)外,其他参试病毒感染均可上调IRF1基因的表达,表明猪IRF1参与了机体对病毒感染的应答反应。 2.猪IRF1对干扰素表达和病毒复制的影响 为研究猪IRF1对干扰素表达的影响,从猪外周血淋巴细胞中扩增猪IRF1基因,定向克隆到PCAGGS-HA载体中,构建真核表达质粒PCAGGS-HA-pIRF1,转染PK-15细胞,过表达猪IRF1基因。利用双荧光素酶报告系统检测无刺激状态和poly(I∶C)刺激下猪IFN-β的启动子活性,并通过荧光定量PCR检测IFN-β的转录水平。结果表明过表达猪IRF1在无刺激的状态下即可激活猪IFN-β的启动子,并上调IFN-β的转录水平。在poly(I∶C)诱导下,过表达IRF1能够更为显著的激活IFN-β的启动子,而且这种激活能力比猪IRF3和猪IRF7的激活能力更强。然而,当通过RNA干扰技术敲减PK-15细胞中IRF1的表达后,在poly(I∶C)诱导下,IFN-β的表达水平并无显著变化,说明猪IRF1能促进干扰素的表达,但不是诱导干扰素表达的必要因子。 为探索猪IRF1对病毒复制的影响,将PCAGGS-HA-pIRF1转染PK-15细胞,分别检测过表达IRF1对PRV和TGEV复制的影响,结果显示过表达IRF1可显著抑制PRV和TGEV的复制,其中PRV的病毒滴度降低了近10倍,TGEV的病毒滴度降低了20倍以上,表明猪IRF1能够促进体外培养细胞的抗病毒感染应答反应,具有较强的抗病毒活性。 3.稳定表达猪IRF1基因PK-15细胞系的建立 为构建稳定表达猪IRF1基因的PK-15细胞系,利用PiggyBac真核转座子系统将猪源IRF1基因转染入PK-15细胞中,通过嘌呤霉素和绿色荧光进行双重筛选获得阳性转化细胞,再经克隆纯化得到单个阳性细胞克隆株。通过观察荧光和荧光定量PCR鉴定,该细胞系连续传代20代后其IRF1表达量未出现衰减,表明稳定表达IRF1基因的PK-15细胞系构建成功,为进一步研究猪IRF1基因的功能以及作用机制提供了有效工具。