利用不同毒力株研究白斑综合症病毒对螯虾免疫系统的影响

Crustaceans rely on their innate immune system to fight against invading pathogens, and hemolymph is where most immune responses take place. White spot syndrome virus (WSSV) infection has been shown to greatly affect the function of host hemolymph and lead to breaking down of the immune system, which may be a major cause of the death of infected animals. However, little is known about how WSSV manipulate the host immune system so far. In our previous work, we identified three WSSV strains with different virulence which induced different immune responses in the host. All these strains have been fully sequenced and potential virulence factors have been identified. These strains are ideal subjects which enable us to find the interactions between WSSV and the host immune system which are critical to the pathogenesis of white spot sydrome. In this study, by employing microscopy analysis, flowcytometry analysis, transcriptomic and proteomic analysis etc., we will explore how WSSV infection affects hemocyte immune fucntions, hemolymph plasma compositions and new hemocyte production, and figure out which part(s) of the manipulation directly determines the outcome of the disease. Moreover, we will screen for the critical viral virulence factors that regulate host immune system and their functional mechanisms will be investigated.

血淋巴是甲壳动物免疫系统最重要的组成部分。白斑综合症病毒（WSSV）感染会严重干扰宿主血淋巴的免疫功能，造成免疫系统崩溃，这很可能是其导致宿主死亡的主要原因，但是人们对这一过程缺乏了解。在前期工作中我们分离到了3株WSSV不同毒力株，发现它们对免疫系统的干扰强度与其致病力存在直接联系。这三株WSSV的全基因组皆已测定并找到了在毒力较低的病毒株中缺失或者突变的候选毒力基因，为研究WSSV与免疫系统的相互作用提供了良好的素材。本研究将利用显微镜技术、流式细胞技术、转录组学和蛋白组学技术等来比较3株WSSV不同毒力株的感染对螯虾血细胞免疫状态、血淋巴基质组分以及新血细胞生成过程的影响，分析病毒对免疫系统那些功能的干扰直接决定了病症的严重程度；从候选毒力基因中筛选能够调控宿主免疫反应的毒力因子并研究其作用机理。本项目的研究将帮助我们认识WSSV的致病机制，为寻求白斑综合症的防治方法提供依据。

血淋巴是甲壳动物免疫系统最重要的组成部分。白斑综合症病毒（WSSV）感染会严重干宿主血淋巴的免疫功能，造成免疫系统崩溃，这很可能是其导致宿主死亡的主要原因，但是人们对这一过程缺乏了解。本项目利用具有不同毒力的WSSV毒株来研究WSSV感染对免疫系统的影响。首先确定了螯虾血细胞的类群组成；建立了血细胞类群纯化方法；获得分子标记；并初步解析了血细胞类群间的分化关系。在此基础上分析不同毒株感染对不同血细胞类群的影响，发现半颗粒细胞(SGC)和颗粒细胞(GC)均具有吞噬能力，而WSSV由SGC负责吞噬，对WSSV的吞噬和清除可导致血细胞凋亡；而WSSV感染造血组织细胞可阻碍新血细胞的生成；此外，WSSV感染鳃细胞可破坏基于驻留血细胞的循环血细胞稳态调节能力；上述三个因素的综合作用导致了循环血细胞数量锐减，SGC比例降低，最终免疫细胞消耗殆尽。而凝血能力的障碍和氧气运输的失效进一步加速了个体的死亡。在上述多个方面，WSSV高毒株产生的影响和破坏都强于低毒株。本研究通过转录组技术，比较了感染不同毒株之后血细胞基因表达的情况，发现高低毒株感染之后引发的基因表达变化整体相似，但是血细胞对低毒株感染的响应更迅速，与炎症和应激有关的通路更快发生应答。对毒力基因的分析表明，缺失囊膜蛋白VP24导致WSSV经口感染能力减低,毒力下降；极早期基因WSV465的高表达可能与高毒株引发的凝血障碍有关；此外部分毒力因子可能影响细胞增殖；但上述毒力基因的具体功能还有待进一步研究。本研究较为系统的解析了WSSV导致免疫系统崩溃的过程和关键因素，深化了我们对WSSV的致病机制的认识，为病害防治提供了理论依据。