NADC34-like PRRSV感染PAMs的转录特性分析

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenfenglianxi
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猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)作为由猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)感染引起的一种高度传染性疾病,临床上常以母猪繁殖障碍、公猪精液品质下降和仔猪呼吸道症状为主要特征。自1996年分离得到以来,PRRSV在我国不断进行突变重组且数次暴发流行,对养殖业造成巨大冲击。2017年,NADC34-like PRRSV在辽宁被首次报道并随后在多个省份陆续出现,该类新型毒株最初于美国发现并在秘鲁呈现流行态势,感染后可以造成母猪大量流产,但对于仔猪致病程度差异较大。考虑到此类引入毒株在我国本土的流行尚处于早期阶段,临床致病性及基础研究资料较少,因此本研究拟通过基因序列分析、人工感染试验和高通量转录组测序等手段来探索一株NADC34-like PRRSV感染后的致病特点以及宿主与病毒自身的基因表达特性;同时将其与JXA1PRRSV进行比较分析,以获取这类新毒株与传统高致病性PRRSV(HP-PRRSV)的转录差异,从而为PRRS防控提供重要数据支撑。具体试验内容与结果如下:(1)一株NADC34-like PRRSV的分离鉴定从山西运城发病猪场的送检病料中分离得到一株NADC34-like PRRSV,并命名为YC-2020。对该毒株进行全序列测定和遗传进化分析,结果显示YC-2020核酸序列较NADC34 PRRSV发生较多突变,其NSP2区域呈现出与NADC30 PRRSV一致的氨基酸缺失模式;此外,在非结构蛋白区域也检测到该毒株与HP-PRRSV和NADC30PRRSV的重组现象。致病性试验结果表明,YC-2020感染组仔猪呈现出更低的血清抗体水平及血液病毒载量,但肠系膜淋巴结、回肠和胸腺等组织中的病毒载量却高于JXA1组;同时仔猪感染YC-2020后还表现出腹泻症状。(2)YC-2020感染后的细胞转录特性分析RNA-Seq结果显示:YC-2020与NC组间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)在28和38 hpi显著多于18 hpi,上调DEGs总体占比更大。GSEA分析结果表明“模式识别受体通路”、“细胞因子活性”、“炎性反应”等先天免疫应答通路在感染后出现正向富集;而抗原提呈相关基因集(如“溶酶体”、“MHC蛋白复合体”等)则呈现负向富集;常见免疫基因指标的表达谱显示在病毒感染的整个过程中抗炎和促炎因子表达量均被上调;大部分ISGs在38 hpi时出现转录量下调,表明YC-2020感染后的PAMs总体或许处于一个免疫应答激活和抑制并存的状态。YC-2020与JXA1组间的DEGs亦富集到了免疫应答和抗原提呈方面,但各术语和通路均表现为负向富集;相关基因表达谱显示YC-2020组中部分抗炎因子的转录水平高于JXA1,但大多数趋化因子、ISGs、MHC分子及其调控基因的表达量却较JXA1组更低,结果表明相比于HP-PRRSV,NADC34-like可能引起较为温和的炎性反应,诱导更弱的抗病毒过程并产生更强的抗原提呈与获得性免疫抑制。此外,试验中通过WGCNA方法从抗原提呈相关模块中筛选得到关键基因LITAF、GLMP与PPT1并进行过表达试验,结果显示其对PRRSV呈现显著抑制效果,具体作用机制还有待进一步研究。(3)YC-2020感染后的病毒转录特性探究YC-2020与JXA1的测序资料显示前者reads占比在28和38 hpi时出现巨大提升,并显著高于同期JXA1,提示YC-2020拥有强大的转录复制能力。构建的测序深度图谱显示YC-2020与JXA1拥有相似的碱基丰度分布,即以在基因组5’-UTR和M蛋白尾部出现的明显起峰为主要特征。随后对所有测序比对结果中的剪接序列进行断点分析,结果发现YC-2020组中各时段下的断点位置分布和表达丰度均多于JXA1,表明NADC34-like PRRSV在增殖过程能够产生大量的sg m RNAs,且转录量和种类复杂程度可能明显高于HP-PRRSV,但这些sg m RNAs与病毒复制能力间的联系及其发挥的具体功能有待进一步研究。综上所述,NADC34-like PRRSV毒株YC-2020呈现出更为多样化的亚基因组转录特性;对宿主免疫系统表现出更为复杂的调控影响,部分相关通路显示出持续的抑制作用,有些则出现较HP-PRRSV更低的激活水平。因此从对YC-2020的研究上可知NADC34-like PRRSV展现出诸多新的生物学特征,在防控和对PRRSV的研究中应予以充分的重视。
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