由牛病毒性腹泻病毒（Bovine viral diarrhea virus,BVDV）引起的牛病毒性腹泻病是对全球养牛业造成极大危害的牛的重要病毒性疫病。目前对该病的预防和控制研究尚未取得实质性突破,急需寻找一种新的抗病毒策略以有效防控BVDV感染。血红素加氧酶1（HO-1）作为一种重要的细胞保护酶,不仅具有抗炎、抗氧化和抗凋亡作用,在病原感染过程中也发挥着重要的调控作用。课题组前期研究表明,HO-1能够显著抑制BVDV复制,但其抑制BVDV复制的机制尚不清楚。HO-1能催化血红素降解,生成Biliverdin,CO和Fe²⁺。本论文通过研究HO-1的代谢产物胆绿素、CO和Fe²⁺对BVDV复制的影响,以明确HO-1是否通过其下游的代谢产物发挥抗病毒感染作用,初步阐明HO-1抑制BVDV感染的分子机制。其主要研究内容和结果如下:1.CO显著抑制BVDV在MDBK细胞中的复制通过qPCR、TCID50和Western blot检测BVDV感染靶细胞后,用不同浓度一氧化碳释放分子（CORM-2）处理细胞的BVDV的mRNA、蛋白表达量的变化以及细胞上清中病毒滴度和子代病毒拷贝数。结果表明,CORM-2呈浓度梯度依赖性抑制了BVDV在MDBK细胞的复制。在上述实验结果的基础上,进一步用不同MOI的BVDV感染MDBK细胞,并在感染后不同时间点收集细胞及细胞上清进行检测。结果表明,CORM-2呈时间梯度依赖性抑制了BVDV在MDBK细胞的复制,而且CORM-2能够抑制不同浓度的BVDV复制,在BVDV接毒量为0.05MOI且24hpi时抑制效果最为显著。为了明确CORM-2对病毒粒子自身感染活性的影响,用不同浓度CORM-2与BVDV病毒原液共孵育后感染MDBK细胞,TCID50结果表明,高浓度的CORM-2对病毒粒子的感染活性有一定的抑制作用。上述实验结果证明,CORM-2对BVDV感染具有显著的抑制作用,这种抗病毒作用是通过CORM-2对BVDV病毒粒子的直接杀伤和抑制病毒在靶细胞中的复制共同完成的,而且主要是通过细胞内的调控作用来抑制病毒感染的。2.胆绿素显著抑制BVDV在MDBK细胞中的复制为了明确胆绿素是否影响BVDV复制,利用外源性胆绿素模拟HO-1的代谢产物处理细胞,然后检测细胞和上清液中病毒的水平。结果表明,无论是先接毒后用胆绿素处理细胞还是将胆绿素与BVDV同时处理细胞,胆绿素均呈浓度梯度依赖性降低了靶细胞中BVDV的mRNA、NS5B蛋白表达水平及细胞培养上清中的病毒滴度和子代病毒的拷贝数。通过分析胆绿素处理对BVDV生长动力学变化的影响,发现无论是0.05MOI还是1MOI的BVDV感染,均在感染后12hpi胆绿素对病毒的抑制作用最显著。通过将胆绿素与BVDV病毒原液共孵育后感染MDBK细胞,测定病毒的TCID50,证明了胆绿素对BVDV的病毒粒子没有直接杀伤作用。进一步通过胆绿素和BVDV病毒共感染MDBK于4℃吸附1h,qPCR检测BVDV mRNA的表达量以了解其对病毒吸附的影响;同时通过BVDV感染后再经不同浓度的胆绿素处理不同时间,收集细胞和上清进行qPCR、Western blot和TCID50检测BVDV的mRNA、NS5B蛋白表达水平及细胞培养上清中BVDV的病毒滴度和子代病毒的拷贝数,以期明确其对病毒穿入的影响。结果表明,胆绿素不影响BVDV的吸附,而显著抑制了病毒的穿入。上述研究结果表明,胆绿素具有显著的抗BVDV感染作用,其抗BVDV感染作用不是通过直接杀伤BVDV粒子,而是通过细胞内的生理过程实现的;其对BVDV感染的抑制效应发生在病毒复制周期中的穿入而非吸附阶段。3.Fe²⁺对BVDV的复制无显著影响为了明确Fe²⁺对BVDV感染的影响,利用FeCl3模拟HO-1的代谢产物Fe²⁺,在BVDV感染细胞1h后,使用不同浓度FeCl3溶液处理细胞,通过qPCR、Western blot及TCID50检测BVDV的mRNA、NS5B蛋白表达水平及细胞培养上清中BVDV子代病毒滴度。结果表明,FeCl3对BVDV在MDBK细胞中的复制无显著影响,这初步证明了HO-1抑制BVDV感染的作用与其代谢产物Fe²⁺无关。总之,上述研究结果表明,HO-1发挥抗BVDV感染作用可能是由其代谢产物Biliverdin和CO而非Fe²⁺介导的,该研究初步阐明了HO-1抑制BVDV感染的分子机制,为确立HO-1及其相关代谢产物作为BVDV防治的新靶点提供了科学依据。