Seg-6片段重配蓝舌病毒特异性细胞感染分子机制研究

Bluetongue virus (BTV) would cause a large number of domestic animal disease outbreaks every year, and huge economic losses to livestock industry. 2 strains of BTV4 were isolated from Culicoides in Yunnan province in our laboratory. Full genome sequence analysis results revealed that segment (Seg-6) of this new isolated strain of virus reassortment occurs in nature, and this segment originated from BTV10, and we found that there was a big difference between one strain of virus with BTV4 on cell infection and other biological phenotype. Therefore, it is necessary to explore reassortment mechanism of Seg-6 of BTV and corresponding cellular response, gene expression in viral infection. Therefore, reverse genetics methods will be used to build Seg-6 reassortment virus to reveal effect of BTV Seg-6 fragment reassortment on viral dynamics and pathogenicity. Meanwhile, transcriptomic analysis will be conducted about gene expression of BHK21 and C6/36 cells infected by different Seg-6 reassortment virus, aiming for difference of miRNA and mRNA expression. This project will provide new information and data for BT treatment and control, playing an important role on livestock industry and animal products security and safety in China.

蓝舌病毒（BTV）每年引起大量家养动物疫病爆发流行，给畜牧业带来巨大经济损失。本实验室从库蠓中分离到2株BTV4，全基因组序列分析结果提示其中一株病毒Seg-6发生了重配，该片段来源于BTV10，且Seg-6重配病毒生物学表型与BTV4存在较大差异，有必要就其病毒基因片段重配以及细胞在病毒感染过程中基因应答等方面加以考证。鉴于此，本项目拟采用反向遗传学的方法构建 Seg-6重配病毒，揭示BTV Seg-6重配对细胞感染动力学和动物致病性的影响。同时，采用RNA-seq方法对不同细胞在感染不同Seg-6重配病毒过程中基因表达进行转录组研究，探讨感染不同生物学表型BTV4感染细胞引起miRNA和mRNA表达变化及差异表达，以期阐明重配病毒特异生物学表型的分子基础和感染细胞后的应答分子机制，为蓝舌病的治疗和控制提供新的信息和数据，对于保障我国畜牧业健康发展和畜产品安全具有重要意义。

本研究项目通过对Seg-6片段重配蓝舌病毒特异性细胞感染分子机制研究，构建了BTV4型标准株病毒Seg-6质粒以及含有8个氨基酸位点突变的质粒；获得了含有BTV4型标准株Seg-6重配的病毒，并同时进行了含有8个氨基酸位点突变重配病毒的筛选；获得了BTV4型标准株和JC13C527-2噬斑形态、细胞增殖特性、乳鼠致病性及成年小鼠感染特性等生物学特性，并开展了BTV4型标准毒株Seg-6重配病毒JC13C527-2（BTV-4Seg-6）的生物学特性研究；采用生物信息学方法进行BTV4标准毒株以及JC13C527-2感染BHK-21和C6/36细胞过程中转录组分析及miRNA分析，构建了mRNA数据基因表达谱文库和miRNA文库；通过转录组分析，筛选出差异表达基因，并分别对差异表达基因Tnnc2、Arhgap11a、Myog、Mki67、ENSMAUG00000014437和Tnnc1（BTV感染BHK-21细胞）以及LOC109424403、LOC109424608、LOC109431140、LOC109418332和LOC109409326（BTV感染C6/36细胞）进行转录组差异分析结果验证，结果表明这些差异表达基因的表达量随感染病毒的不同而存在一定差异，多种mRNA表达并可能受到一种或多种miRNA调控，同一个miRNA也有可能参与多个mRNA的调控，病毒感染早期与感染晚期参与表达调控的基因不同。通过本研究我们了解了BTV在不同宿主细胞感染过程中基因应答表达的变化或差异，从分子水平上揭示了BTV与宿主之间相互作用及致病机制，为蓝舌病的治疗和控制提供新的信息和数据。项目实施4年来，共参加学术交流6次，发表学术论文27篇，其中SCI 6篇，中文期刊21篇，申报专利1项（CN202010331697.6），1人晋升研究员，3人晋升助理研究员，培养硕士2名，基层学员2名。