巨噬细胞微环境响应不同毒力病毒株侵染的差异调控机制研究

Macrophages are important immune cells in the body. However, it is often be attacked as target cells in the viral infection and become carriers of the virus, which would result in the occurrence of chronic infection. It is a bottleneck for virus molecular ecology studies that lacking of understanding in the early signaling events involved in process of virus infection. Cellular microenvironment is the material basis for virus to achieve its infection. There is an essential difference for viruses of differing virulence to impairing cellular microenvironment which bring out different infection outcomes. So, this project pays close attention to different responses of macrophage microenvironment to viral infection of differing virulence. Through established digital gene expression profiles (DGE), the differential expression genes of groups are screened, and key genes would be obtained by analyzing their important regulatory role to signaling pathway in macrophages. Next, RNAi and gene over-expression testing technique will be carried out to verify the function of key genes. Research aimed at the cell cycle, apoptosis and JAK-STAT signaling pathway of macrophage will be carried out to analyze different response mechanism in macrophages to viral infection of differing virulence while the role of some key genes in affecting viral replication will be clarified. This work would illuminate a potential micro-ecology process and regulatory mechanisms for macrophages tolerating virus infection in three typical stages, invasion, commensalism and feedback response, which would provide practical basis for control and termination of chronic viral infection.

巨噬细胞是机体重要的免疫细胞，往往也是病毒攻击的靶细胞，受到侵染后成为病毒携带者，以致慢性感染发生。缺少对病毒入侵最早期信号事件的了解是当前病毒分子生态学研究的瓶颈。细胞微环境作为病毒实现感染的物质基础，不同毒力的病毒对细胞微环境的早期改变具有本质差异，以致形成不同感染结局。本项目针对巨噬细胞微环境应对不同毒力病毒侵染的早期差异改变开展研究，通过已建立的数字基因表达谱数据库，在转录水平开展不同组间差异基因的个性化分析，明确巨噬细胞信号通路中可能的重要调控基因；应用基因RNAi和过表达技术验证相关基因功能；在细胞周期、凋亡、JAK-STAT信号通路三个维度解析巨噬细胞应对不同毒力病毒的差异性应答机制，同时揭示关键基因对病毒复制的反向调控作用。从而在病毒入侵、共存、反馈响应这3个巨噬细胞应对侵染的典型时期阐明其耐受病毒感染的微生态进程和调控机制，为控制并终止病毒慢性感染提供切实可行的操作依据。

巨噬细胞是机体重要的免疫细胞，在先天性和获得性免疫反应中起着重要作用。然而，病毒往往能够通过与其宿主的共同进化而获得适应性生存。巨噬细胞作为猪瘟病毒感染的主要靶细胞，其在病毒的扩散中起着重要的作用，其受到侵染后成为病毒携带者，从而导致慢性感染。缺少对病毒入侵早期信号事件的了解是当前病毒分子生态学研究的瓶颈。细胞微环境作为病毒实现感染的物质基础，不同毒力的病毒对细胞微环境的改变具有本质差异，以致形成不同感染结局。本项目以猪瘟病毒为侵染模型，针对巨噬细胞微环境应对不同毒力病毒侵染的差异改变开展研究，通过已建立的数字基因表达谱数据库，在转录水平开展不同组间差异基因的个性化分析，明确巨噬细胞信号通路中可能的重要调控基因；应用基因RNAi和过表达技术验证相关基因功能；在细胞周期、凋亡、JAK-STAT信号通路三个维度解析巨噬细胞应对不同毒力病毒的差异性应答机制。项目实施后获得了一批重要的研究结果及关键数据，（1）巨噬细胞小窝蛋白介导猪瘟病毒石门株侵入并影响其的复制；（2）猪瘟病毒石门株调控巨噬细胞P53信号通路致细胞周期阻滞；（3）猪瘟病毒石门株抑制巨噬细胞JAK-STAT信号通路，从而实现可能的免疫逃避；（4）聚肌胞调控巨噬细胞JAK-STAT信号通路，从而实现病毒抑制；（5）猪瘟病毒石门株调控AIF1、VEGFA等关键细胞因子，介导凋亡因子（Caspase3 等）抑制以及炎性因子（IL6、PLAU 等）上调，而干扰AIF1后，猪瘟病毒的复制受到抑制。（6）巨噬细胞与血管上皮细胞的转录组学联合分析阐述了猪瘟病毒对宿主分子稳态的共性影响；（7）转录组学与蛋白组学关联分析深入探索了巨噬细胞应答的关键蛋白；（8）纳米金技术实现了猪瘟病毒的核酸无扩增检测。研究结果既系统阐述了病毒侵染免疫细胞造成细胞内环境紊乱的深层机制，也为抗病毒治疗及抗病育种提高了很好的科学数据。