miRNA对TGEV诱导的IPEC线粒体损伤的调控作用及机制研究

Host cell mitochondrial damage caused by viruses plays a povital role in process of viral diseases induced by virus. Pre-experiment data showed that TGEV infection caused mitochondrial damage and changese of miRNA profiling changes of IPEC, so we presume that the differential-expressed miRNAs may be involved in process of mitochondrial damage. In this program, we will measure and analyze the miRNA and mRNA profiling of IPEC by miRNA and mRNA array and by bioinformatics during IPEC mitochondrial damage induced by TGEV. Then we select and identify the miRNAs and their possible target genes related to mitochondrial damage based on integrative analysis of microRNA and mRNA expression, detect and identify the function and mechanism of the miRNAs and their target genes on mitochondrial damage. Finaly, we will infect new-born piglets with TGEV and verify the function of miRNA and their targets during mitochondrial damage in vivo. The results will reveal the function and mechanism of miRNAs during the IPEC mitochondrial damage induced by TGEV, further lay the fundation for exploring the pathogenesis of TGE, provide molecular targets for research and development of new medicine against TGEV, and provide guidance for the research on pathogenisis of other similar viral diseases of porcine.

在病毒性疾病发生与发展过程中，病毒诱导的宿主细胞线粒体损伤起关键作用。本项目前期研究证实，猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）感染引起猪小肠黏膜上皮细胞（IPEC）线粒体损伤和miRNA表达谱变化，因此推测miRNA差异表达可能与线粒体损伤过程密切相关。本项目拟用miRNA芯片和基因芯片检测TGEV诱导IPEC线粒体损伤过程中IPEC的miRNA和基因表达谱变化，筛选并鉴定与线粒体损伤相关的miRNA及其潜在靶基因，确定miRNA及其靶基因在TGEV诱导的线粒体损伤过程中的作用及机制。进一步通过TGEV感染新生仔猪验证miRNA及其靶基因在TGEV诱导的IPEC线粒体损伤过程中的作用及机制。预期研究结果将揭示TGEV诱导IPEC线粒体损伤过程中miRNA的作用及机制，为进一步阐明TGE发病机制提供理论支撑，为研发抗TGE药物提供新的分子靶标，同时为研究猪同类病毒病的发生机制提供技术和方法借鉴。

microRNAs是一类不编码蛋白质的小RNA分子，通过与靶mRNA 3' 非翻译区（UTR）结合，抑制mRNA翻译或降解mRNA，调控靶基因的表达水平，从而发挥广泛的生物学作用。猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）感染细胞，可通过线粒体信号通路诱导细胞凋亡，同时上调miR-4331和miR-222水平，下调miR-22和miR-27b水平。本研究以miR-22、miR-4331、miR-222和miR-27b为研究对象，探讨其在TGEV诱导细胞线粒体损伤过程中的调控作用及机制。得到如下结果。.1. 在TGEV诱导线粒体损伤过程中，过表达miR-22，促进TGEV诱导的线粒体损伤。HK2是miR-22的靶基因，抑制TGEV诱导的细胞线粒体损伤。.2. 在TGEV诱导线粒体损伤过程中，过表达miR-4331，细胞蛋白表达谱发生变化，得到69个差异表达的蛋白，其中33个蛋白表达量上调，36个蛋白表达量下调。差异表达蛋白主要富集于线粒体相关信号通路。miR-4331靶向作用于RB1，上调IL1RAP表达，激活p38 MAPK信号通路，促进TGEV诱导的线粒体损伤。RB1抑制IL1RAP表达、p38 MAPK信号通路及TGEV诱导的线粒体损伤。.3. 在TGEV感染过程中，miR-27b抑制caspase-3和caspase-9活性及Bax蛋白水平，抑制TGEV诱导的TGEV诱导的细胞凋亡。miR-27b靶向作用于RUNX1。RUNX1促进caspase-3和caspase-9活性及Bax蛋白水平，促进TGEV诱导的细胞凋亡。.4. 在TGEV诱导细胞线粒体损伤过程中，过表达miR-222，抑制TGEV诱导的线粒体损伤，导致细胞中蛋白表达谱变化，得到100个差异表达蛋白，其中57个蛋白表达量上调，43个蛋白表达量下调。THBS1是miR-222的靶基因，促进TGEV诱导的细胞线粒体损伤。. 本研究结果阐释了miR-22、miR-4331、miR--27b和miR-222在TGEV诱导细胞线粒体损伤过程中的作用与调控机制，为进一步研究宿主细胞miRNAs与TGEV的相互作用提供理论依据。