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猪Ⅱ型圆环病毒(PCV2)感染引起的以断奶仔猪多系统衰竭综合征为主的猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)是严重危害养猪业的重要传染病之一。PCV2感染宿主后可改变宿主免疫功能,导致免疫抑制和疾病发生。临床中猪单独感染PCV2一般不表现临床症状,当PCV2与其他病原菌如胸膜肺炎放线杆菌(APP)共感染时更容易诱发PCVAD。该病在世界范围内广泛流行,给全球养猪业带来巨大经济损失。因此,深入研究PCV2与细菌协同致病机理为临床上治疗和控制PCVAD疾病具有重要的意义。虽然目前已发现一些影响PCV2继发细菌感染的因素,但PCV2感染促进细菌共感染的详细致病机制尚不清楚。巨噬细胞是PCV2感染的主要靶细胞,受到刺激后功能性极化为经典活化的M1型和替代活化的M2型。最新研究表明巨噬细胞极化在病毒感染及继发细菌感染中发挥重要的作用,然而PCV2感染后如何影响巨噬细胞活化及功能并不清楚,以及PCV2对巨噬细胞的影响是否在继发细菌共感染中发挥作用也未见报道。本研究中我们利用小鼠骨髓巨噬细胞(BMDM)和小鼠为模型,发现PCV2b感染显著地促进了细胞M1相关基因的表达,同时抑制M2相关基因的表达,进一步分析发现PCV2b感染促进了腹腔细胞中M1亚群比例,表明PCV2b感染巨噬细胞促进其向M1型极化。进一步利用猪原代肺泡巨噬细胞为模型,发现PCV2感染也可以显著性上调M1相关基因的表达,同时抑制M2相关基因的表达,从而证实PCV2感染诱导巨噬细胞M1型极化。为深入研究PCV2b感染诱导巨噬细胞M1型极化的调控机制,利用敲除Myd88的BMDM,发现PCV2b诱导的M1相关基因的表达受到显著抑制,提示PCV2b可能通过Myd88介导下游信号通路促进M1相关基因的表达。利用NF-κB和MAPKs信号通路的抑制剂预处理细胞,发现PCV2b通过活化NF-κB和JNK信号通路诱导M1相关基因的表达。深入分析发现PCV2b的Rep,ORF3和ORF4蛋白活化了NF-κB的信号通路。而利用HDACs的广谱抑制剂TSA预处理细胞恢复了PCV2b抑制的M2相关基因的表达,提示组蛋白修饰可能在PCV2b抑制M2相关基因表达中发挥作用。深入研究发现PCV2b通过调控H3K27ac和H3K27me3在M2基因上的修饰,从而抑制M2相关基因的表达。进一步研究表明PCV2b的Rep和Cap蛋白通过抑制H3K27me3的特异性去甲基化酶Jmjd3的表达,从而增加H3K27me3在M2基因上的修饰,进而抑制M2相关基因的表达。为了进一步探究PCV2b诱导M1型巨噬细胞极化在促进细菌共感染中的作用,利用BMDM建立PCV2b与APP或鼠伤寒沙门氏菌(STM)共感染细胞模型,研究发现PCV2b感染BMDM显著地促进了细菌的共感染。利用敲除Myd88的BMDM或NF-κB的抑制剂Bay-11预处理细胞,发现抑制PCV2b感染诱导的巨噬细胞M1型极化降低了细菌的共感染,提示PCV2b诱导的巨噬细胞M1型极化在促进细菌共感染中发挥重要作用。下一步建立PCV2b与APP共感染的小鼠模型,证明PCV2感染在体内也能促进细菌的共感染,深入分析发现PCV2b与APP共感染协同促进机体的炎症反应,加剧了机体的损伤。综上所述,我们发现PCV2b感染通过活化NF-κB和JNK信号通路诱导M1相关基因的表达,同时通过调控H3K27的乙酰化和甲基化修饰抑制M2相关基因的表达,促进巨噬细胞的M1型极化,从而促进细菌的继发感染。我们的研究揭示了PCV2诱导巨噬细胞极化的调控机制,从巨噬细胞活化的角度揭示促进其他病原共感染的协同致病机理。本研究为深入理解PCV2感染的免疫抑制机制及临床上治疗混合感染导致的疾病提供理论指导,并为药物研发提供潜在的靶点。