QX型传染性支气管炎病毒对母鸡生殖系统高致病性的分子机理

QX - type infectious bronchitis virus (IBV) is a newly emerged variant serotype in China and other countries. Viruses of this type are very virulent to infected chickens compared with the early identified strains. These viruses not only can affect trachea and kidney of infected chickens, but also show extraordinary tissue tropism and pathogenicity in hen reproductive tract. The infection in oviduct causes severe disruption of egg formation, its mechanism is not yet been well understood. To clarify the molecular mechanisms of differences in tissue tropism and thus differences in pathogenicity of QX - type IBVs and other strains, the virulent QX - type strain QXL and its avirulent progeny QXL87 were chosen to use in this project,and another respiratory pathogenic reference strain M41 will be used as control. SPF chickens in different ages were designed to infected with QXL, QXL87 and M41 separately, and data of physiologic and pathologic changes induced by viral infection in chickens or tissue cultures will be collected from 4 different aspects: (1) differences in expression of virus binding receptor on oviduct epithelial cells of chickens in each development stage and the influence on virus infection and replication; (2) differences in the ability of inducing apoptosis in the oviduct epithelial cells of each virus; (3) differences of gene expression associated with the innate immune response signaling pathways, type I interferons and pro-inflammatory cytokines, and differences in the interactions of viral nonstructural proteins with host innate immune system; (4) differences of cytotoxic T lymphocyte response induced by each virus in oviduct.

QX型传染性支气管炎病毒（IBV）是一种新的变异血清型，与早期毒株相比，不仅能致气管和肾脏病变，还对母鸡生殖系统具有极强的致病性，对生产性能影响巨大。为阐明QX型IBV对母鸡生殖系统的偏嗜性及其致病的分子机制，根据其他致病型IBV对气管和肾脏差异性致病机制的研究结果，以QX型强毒株QXL及其致弱株QXL87与经典“呼吸型”毒株M41为研究对象，分别感染生殖系统处于不同发育阶段的SPF鸡，从四个不同的角度比较各病毒感染在输卵管引起生物学效应的差异，具体研究内容包括：（1）鸡不同发育阶段输卵管上皮细胞受体表达差异及对病毒感染和复制的影响；（2）不同毒株诱导输卵管黏膜上皮细胞凋亡的差异；（3）不同毒株在输卵管黏膜上皮细胞诱导天然免疫应答信号通路关键分子、I型干扰素和前炎性细胞因子表达水平的差异及病毒非结构蛋白调控宿主天然免疫反应的差异；（4）不同病毒感染诱导鸡输卵管细胞毒性T淋巴细胞反应的差异。

QX型禽传染性支气管炎病毒（infectious bronchitis virus, IBV）自发现以来，迅速传播到世界各地，已经成为亚洲、欧洲流行最广泛的优势基因型。QX型IBV对雏母鸡生殖系统的致病性引起了广泛的关注，然而产蛋期感染所造成的影响缺乏相关研究。本研究对300日龄的母鸡进行了体内感染实验，以Mass型毒株为对照，研究QX型IBV对成年母鸡输卵管不同节段的致病性。结果显示QX型毒株和Mass型毒株均能在输卵管的不同节段复制，但QX型毒株在黏膜固有层中分布更广泛且引起了更为显著的显微病变以及炎症反应。进一步研究发现QX型IBV能够显著影响壳膜、蛋壳形成相关基因的表达水平，从而影响产蛋质量。.另一方面，近年来快速流行起来的TW Ⅰ型和GⅥ-Ⅰ型IBV也引起了我们的关注，因此也研究了它们对母鸡生殖系统的发育及产蛋性能的影响。TW Ⅰ型和GⅥ-Ⅰ型毒株均可感染呼吸系统、泌尿生殖系统，引起输卵管和卵泡的严重病变，最终导致产蛋量和产蛋质量的降低。TW Ⅰ型毒株还可导致感染鸡的死亡（死亡率为10%）。此外，我们发现盲肠扁桃体是200日龄时唯一的病毒复制部位，病毒在盲肠扁桃体的持续存在可能是其对生殖系统产生长期不良影响的重要原因。.IBV的体外机理研究受限于没有合适的鸡细胞系，因此我们先尝试制备了原代输卵管上皮细胞（COECs）。经过探索，我们掌握了两种主要的制备方法，并对其进行了纯化和传代尝试，为未来的细胞系制备做准备。同时，对QX型IBV感染的输卵管进行多组学联合分析，筛选出差异基因及代谢物，为未来的机理研究提供研究方向与思路。.此外，QX型IBV对公鸡生殖系统致病性缺乏系统研究。经过研究我们发现病毒能够在生精细胞、输精管黏膜层中复制，引起生精小管的扩张、睾丸的轻度萎缩与形态异常，并在输精管中诱导产生强烈的炎症反应和明显的病理损伤。进一步研究发现病毒能够影响生殖激素和相应激素受体的水平，从而引起内分泌的紊乱，并造成生殖细胞、支持细胞的大量凋亡，最终影响生殖系统的正常功能。