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猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRS virus,PRRSV)引起的一类严重接触性传染病,主要引起怀孕母猪流产、早产、死胎、木乃伊胎及仔猪呼吸道疾病等症状。2006年爆发的由高致病PRRSV(highly pathogenic PRRSV,HP-PRRSV)引起的以高热、高发病率和高死亡率为特征的高致病PRRS给我国的生猪产业造成了难以估量的经济损失。HP-PRRSV感染猪肺泡巨噬细胞(pulmonary alveolar macrophages,PAMs),诱导促炎性细胞因子的大量分泌,引起严重的肺部炎症症状。我们实验室前期研究结果证明弱毒株CH1a、CH1R和疫苗毒株Hu N4-F112均不能诱导IL-1β和TNF-α的分泌,而HP-PRRSV毒株Hu N4和SDA2却均能诱导这些细胞因子的高水平表达和分泌,表明强弱毒株诱导炎症反应的能力不同。IL-1β作为最重要的炎症介质之一,在启动和放大炎症反应,清除感染,加速组织修复,活化保护性免疫反应等过程中发挥重要作用。大量研究表明,HP-PRRSV感染可以诱导IL-1β的分泌,但是,具体的分子机制还不清楚。本研究从分子水平探究HP-PRRSV感染诱导IL-1β分泌的机理。IL-1β的成熟需要两个信号:第一信号由细胞编码的模式识别受体(Pattern recognition receptor,PRRs)启动NF-κB信号通路活化,促进pro-IL-1β的产生;第二信号由病原相关分子模式(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)或危险相关分子模式(Damage Associated Molecular Patterns,DAMPs)介导炎症小体激活,引起pro-caspase-1活化及pro-IL-1β成熟分泌。本研究证明,HP-PRRSV感染可以诱导pro-caspase-1的活化以及pro-IL-1β的切割成熟。深入研究发现HP-PRRSV感染可以诱导NLRP3炎症小体复合物的形成。敲低NLRP3的表达显著抑制PRRSV感染诱导的pro-caspase-1活化和IL-1β分泌。随后的研究发现HP-PRRSV基因组RNA可以诱导较高水平的IL-1β分泌,证明HP-PRRSV基因组RNA及其5?UTR转录物均可以诱导NLRP3炎症小体的激活。敲低NLRP3的表达显著抑制HP-PRRSV基因组RNA及其5?UTR转录物诱导的IL-1β分泌。本研究用大量数据证明了HP-PRRSV感染可以激活NLRP3炎症小体,且发现HP-PRRSV基因组RNA就足以激活NLRP3炎症小体,其诱导IL-1β分泌与病毒的复制过程无关。病毒RNA可以诱导NLRP3炎症小体的活化,但是目前还没有任何证据证明NLRP3炎症小体的组分可以直接识别病毒的RNA。因此,我们推测细胞内可能存在未知的病毒RNA受体分子。利用HP-PRRSV感染猪PAMs为模型,通过抗ASC抗体免疫共沉淀试验和串联质谱分析鉴定出了DDX19A。我们发现DDX19A与NLRP3炎症小体复合物中的NLRP3相互作用,而不与ASC和caspase-1相互作用。进一步证明DDX19A能直接结合HP-PRRSV基因组RNA及其5?UTR和3?UTR转录物、poly I:C。敲低DDX19A的表达显著抑制HP-PRRSV基因组RNA及其5?UTR转录物诱导的NLRP3炎症小体活化和IL-1β分泌,但不影响poly I:C和LPS/ATP诱导的IL-1β分泌。综上所述,本研究从分子水平揭示了HP-PRRSV感染PAMs诱导NLRP3炎症小体激活的机理,证明宿主蛋白DDX19A可以识别HP-PRRSV基因组RNA,招募NLRP3,激活NLRP3炎症小体,诱导IL-1β分泌。本研究的创新性结果为防控PRRS和开发抗炎药物提供重要参考。