不同毒力新城疫病毒诱导禽肺泡巨噬细胞极化分型的差异及机制研究

The respiratory system infection is the main pathway of NDV virulent strain infections and lentogenic strain vaccine, and alveolar macrophages are the first line of defense against pathogens in lung. Therefore, interactions of between NDV and alveolar macrophages have been suggested to play a central role in ND infections. Our previous results showed that alveolar macrophage polarization play a vital role in acute lung inflammatory responses progression and resolution. This project aims to investigate the NDV virulent strain and lentogenic strain whether to create favorable conditions for their own infection by inducing different polarized alveolar macrophages. For this purpose, we seek the difference in alveolar macrophage polarized status in both death, resistant or health SPF chick upon NDV virulent NA-1 strain or lentogenic vaccine LaSota strain infections and cellular model in vitro by immunofluorescence, ELISA, qPCR, et al. We also explore the impact of polarized alveolar macrophage in NDV infections in vitro. Our project not only clarifies the molecular mechanisms of different virulence of Newcastle disease virus affect avian alveolar macrophage polarized status, but also explains the polarized alveolar macrophage would affect the NDV infections. Besides the role of alveolar macrophage in NDV infections, the alveolar macrophage polarization could also be a potential candidate strategy to explain the infection mechanisms of NDV different virulent strain and enhance the vaccine effect of NDV lentogenic strain.

新城疫病毒强毒株感染和弱毒疫苗株接种的主要途径是呼吸道感染。肺泡巨噬细胞是肺脏与外界的第一道防线，从而新城疫病毒与肺泡巨噬细胞之间的相互作用成为病毒感染的关键点。前期研究发现肺泡巨噬细胞的极化分型在急性肺炎进程中发挥重要作用，那么强、弱毒是否通过诱导不同极化分型的肺泡巨噬细胞为自身感染进程创造有利条件。所以本项目从鹅源强毒NA-1株和弱毒LaSota株感染引起的死亡病例、耐过病例和未出现任何临床症状病例及体外细胞模型中，分别用免疫荧光、ELISA、实时荧光定量PCR等方法从基因和蛋白质水平观测禽肺泡巨噬细胞极化分型；同时在细胞水平研究肺泡巨噬细胞的极化分型对强、弱毒感染的影响。通过本项目的研究，将阐明不同毒力新城疫病毒感染诱导肺泡巨噬细胞极化分型的差异及机制，明确不同极化分型的肺泡巨噬细胞对强、弱毒感染的差异。为阐明不同毒力新城疫病毒的感染机制和提高弱毒疫苗免疫效果提供理论支持。

新城疫病毒强毒株感染和弱毒疫苗株接种的主要途径是呼吸道感染。肺泡巨噬细胞是肺脏与外界的第一道防线，从而新城疫病毒与肺泡巨噬细胞之间的相互作用成为病毒感染的关键点；进而从宿主第一道防御线巨噬细胞层面剖析强、弱毒株感染的差异机制。研究将鸡巨噬细胞系HD11为细胞模型，分别以class II基因VII型NDV强毒NA-1株、class II基因II型NDV弱毒La Sota株及class I基因I型NDV弱毒F55株感染巨噬细胞，通过qPCR、微量HA方法和免疫荧光等方法检测HD11细胞在不同感染时间点上的病毒载量、极化分型标志基因或蛋白和抗病毒因子表达水平后发现：NDV强毒NA-1株感染HD11细胞后，病毒可以在72 h内快速复制并引发强烈的I型干扰素反应及“细胞因子风暴”现象的发生，抑制TLR7的表达，使得HD11细胞呈现强烈的M1/M2混合型极化分型的特点，进而利于强毒NDV的复制和感染及其所致的细胞损伤。NDV弱毒La Sota株和F55株感染HD11细胞后，病毒在24 h内迅速复制，之后病毒复制得到一定的抑制。其中，class II型弱毒疫苗La Sota株可诱导HD11细胞呈现轻微的M1型极化分型特性，class I型弱毒F55株诱导轻微M2型极化分型特性。TLR7的激活能够显著降低NA-1株感染后HD11细胞内病毒载量，抑制了HD11细胞M1/M2混合极化分型趋势，并显著降低病毒导致的细胞损伤；而TLR7的激活仅使La Sota株感染后的HD11细胞呈现出轻微的M1/M2混合极化状态，抑制了病毒的复制，但对F55株感染后的HD11细胞则并无明显影响。说明TLR7的激活，可以抑制强毒NDV在HD11细胞内的复制，减轻强毒NDV感染所致的“细胞因子风暴”，进而缓解其所致的细胞损伤，为抗感染免疫调节剂的筛选和研发提供确凿依据，进而为防控新城疫的新型药物研发奠定坚实的基础。