介导受体基因表达的miRNA在PRRSV感染增殖中的作用及机制

Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome (PRRS) is one of the most harmful and difficult to control diseases in commercial pigs, leading to significant economic losses in swine industry worldwide, and novel control strategies are sought. miRNAs play an important role in virus-host interaction by regulating the key genes expression in virus infection or host innate immunity. In our previous study, we found that miR-506 and miR-4262 targeted to the key PRRSV receptor genes. As we inferred that these two miRNAs can further affect the PRRSV replication by regulation the PRRSV receptor genes. Therefore, in this project we will focus on these two identified miRNAs to research their functions and regulation mechanisms during PRRSV infection at the molecular, cellular and individual levels respectively, and further clarify the antiviral function and mechanisms of miRNAs mediated PRRSV receptor genes expression during infection. The results of this project will provide theoretical foundation for the development of new drugs for prevention and control of PRRSV, and new strategy for genetic breeding of anti-PRRS breeds in future.

猪繁殖呼吸综合征（PRRS）是当前危害最大、控制最难的猪传染病之一，对全球养猪业造成了巨大经济损失，至今尚无有效控制手段。近年来研究表明miRNA在病毒感染和宿主天然免疫中发挥重要作用。申请人在前期研究中发现miR-506和miR-4262能靶向调控PRRSV关键受体基因，据此推测这两个目标miRNA可介导受体基因调控PRRSV感染增殖。故本研究拟采用腺病毒载体在猪肺泡巨噬细胞（PAM）和仔猪中上调和下调表达目标miRNA，在细胞和个体水平分别检测目标miRNA的抗病毒效应及受体基因表达量变化。同时，分析PRRSV感染PAM后目标miRNA表达变化规律，并从启动子活性、转录因子调控方面分析其表达调控机理。进而深入解析miRNA介导PRRSV受体基因调控PRRSV感染增殖的作用机制。研究结果将为PRRS的综合防制提供新型防控药物设计靶点和新的防控策略，也为PRRS的抗病育种奠定基础。

猪繁殖呼吸综合征（PRRS）对养猪业危害巨大，由于其具有免疫抑制性等特征，仅依靠疫苗无法完全有效控制。虽然目前国外已有报道CD163基因编辑猪已成功构建，其对PRRSV不易感，但是其产业化道路仍然还不明确。本研究通过筛选鉴定靶向调控PRRSV关键细胞受体基因表达的miRNAs，获得了2个显著抑制PRRSV感染增殖的miRNAs：（1）miR-506可同时靶向作用PRRSV受体基因CD151与VIM抑制PRRSV感染增殖；（2）miR-4262可靶向作用PRRSV受体基因CD163抑制PRRSV感染增殖。同时，利用sRNA-seq技术对比分析了猪肺泡巨噬细胞在PRRSV感染、PolyI:C刺激后差异表达miRNAs，初步筛选鉴定了33个参与猪天然免疫且与PRRSV感染相关的miRNAs，并发现ssc-miR-27b-3p可显著抑制PRRSV在Marc-145和PAM细胞中的增殖，同时超表达ssc-miR-27b-3p的仔猪在PRRSV感染后存活时间稍长于对照组。研究还发现PRRSV感染细胞早期（12h）抑制ssc-miR-27b-3p表达，且转录因子NF-κB上调表达可显著激活ssc-miR-27b-3p的表达。综上，以上新鉴定获得的3个具有抗PRRSV增殖的miRNAs，可以作为新型药物设计靶点进行药物研发，也可以用于构建抗病分子育种新技术，为培育PRRS的抗病新品种（系）奠定基础。