RNA病毒感染蝙蝠细胞引起的干扰素应答和炎症反应的研究

Bats are natural reservoir hosts of many emerging viruses, most of which are RNA viruses. Some RNA viruses are fatal to human and other mammalian but appear to cause no clinical signs in bats under natural or experimental infection. Previously study indicated that viral replication was controlled rapidly after infection by bat innate immunity system. The specific mechanism is unknown. Comparative analysis of two bat genomes indicated that some important innate immunity related genes have been positively selected in bat genomes. Transcriptome analysis of bat primary kidney cell (BK) response infected with bat adenovirus, revealed some unique phenomenon regarding to interferon response and inflammatory reaction. Based on our previously studies, two different RNA viruses will be selected to infect BK cell. Firstly, we will compare the interferon response and inflammatory reaction following the RNA virus infection. Secondly, we will study the mechanism of the key regulatory factors in the cytoplasmic receptor mediated signal pathways. Our study will fill the gaps of this field and provide fundamental data for understanding the bat innate immunity antiviral mechanism.

蝙蝠是多种新发病毒的自然宿主，主要以RNA病毒为主。其中一些高致病性的RNA病毒感染蝙蝠却不致病。已有的研究表明，蝙蝠的天然免疫系统能够快速抑制病毒在蝙蝠体内的复制，使病毒保持较低的滴度,但是具体的机制尚未阐明。我们前期的蝙蝠基因组分析提示一些重要的天然免疫基因在蝙蝠基因组中处于正向选择，蝙蝠腺病毒感染蝙蝠细胞的转录组研究也表明蝙蝠在干扰素应答和炎症反应方面有一些独特的现象。为了进一步研究蝙蝠独特的天然免疫系统，本项目在前期工作的基础上，利用两种RNA病毒感染蝙蝠细胞系，首先比较分析不同RNA病毒引起的蝙蝠细胞干扰素应答和炎症反应的差异，然后对细胞质受体介导的信号通路中关键因子的调控机理进行深入分析。本研究不仅填补了国内关于蝙蝠天然免疫这一领域的空白，也为进一步理解蝙蝠特殊的天然免疫抗病毒机制提供基础性数据。

蝙蝠是多种新发病毒的自然宿主，其中一些病毒对人和其他哺乳动物具有高致病性。然而自然或者人工感染病毒的蝙蝠却没有明显的临床症状。其中的机制未知。本研究利用RNA-seq技术对BtAdV感染MdKi进行转录组测序。利用Galaxy生物信息平台对BtAdV感染MdKi细胞后的转录组数据进行分析，发现284个差异表达的基因，聚类分析显示这些差异表达分为三簇：第一簇包含94个差异表达的基因，在MdKi感染0.5h后开始发生上调，1h后达到顶点，然后随着感染时间的增加基因的表达量逐步下降；第二簇包含64个差异表达的基因，在MdKi感染6h之后开始发生上调；第三簇包含126个差异表达的基因，在MdKi感染之后全部发生下调。进一步的GO功能分析表明，有50个GO条目注释到参与的生物过程条目下，其中和宿主相关的细胞凋亡和DNA损伤通路相关的基因在病毒感染后都严重下调，而和细胞循环相关的基因一部分发生上调，一部分发生下调。最后，通过Interferome数据库对284个差异表达的基因进行分析，发现81个干扰素刺激基因，其中26个属于I型干扰素刺激基因，27个属于II型干扰素刺激基因，28个共同属于I型和II型干扰素刺激基因。对I型干扰素刺激因子的转录结合位点进行预测分析，推测他们共同受到IRF3、IRF7和STAT1转录因子的调控。对这81个差异表达的干扰素刺激基因进行聚类分析，发现42个基因发生不同程度的上调，其中包括干扰素刺激基因ISG54、ISG56和MX2，39个发生不同程度的下调，包括炎症因子IL6。这些数据对进一步研究蝙蝠天然免疫系统的抗病毒机制具有重要的指导意义。