microRNAs调控猪繁殖与呼吸综合征病毒感染和细胞嗜性的分子机制研究

Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) is caused by PRRS virus (PRRSV), leading to significant economic losses. The virus has a very restricted tropism for cells of the macrophage-monocytic lineage. However, the bone marrow monocytes, blood monocytes, and peritoneal macrophage are resistant to PRRSV infection. Until now, it is not clear about the underlying mechanisms for PRRSV to infect macrophages. Recent reports have been showing that host microRNAs (miRNAs) as regulatory small RNAs are widely involved in viral infection. In this proposal, we are going to investigate how miRNAs participate in PRRSV infection. To answer this question, we will analyze the profiles of miRNAs in less permissive cells (blood monocytes and peritoneal macrophage) and permissive alveolar macrophages. Subsequently, we will study how miRNAs in different cells directly or indirectly regulate PRRSV replication, anti-viral activity, and PRRSV receptor CD163 to determine cell tropism, Particularly，we will identify and investigate those genes targeted by miRNAs to regulate PRRSV infection. This project will help us further understand the mechanism of PRRSV infection and pathogenesis, and provide fundamental basis for developing new vaccines and strategies to control PRRSV.

猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）流行给我国养猪业造成巨大经济损失。PRRSV有严格的细胞嗜性，主要感染单核巨噬细胞，特别是猪肺泡巨噬细胞和组织中的巨噬细胞，然而骨髓细胞、外周血单核细胞和腹腔巨噬细胞却不易被感染。目前，我们仍不清楚PRRSV感染和细胞嗜性的分子基础。最近研究表明，宿主microRNAs（miRNAs）作为调节性小RNA可广泛参与病毒感染过程。本项目拟从miRNAs着手，分析感染性不同的巨噬细胞中miRNAs表达差异；筛选和验证具有调节PRRSV复制、细胞抗病毒反应以及调节PRRSV受体CD163的miRNAs；鉴定miRNAs调控PRRSV感染细胞嗜性的靶基因，进而阐明miRNAs调控PRRSV感染和细胞嗜性的分子机制。研究结果将为进一步明晰PRRSV感染机制和致病机理提供重要线索，为开发新型疫苗和抗PRRSV药物提供理论基础和指导。

病毒感染和细胞嗜性是病毒感染机制中的一个重要研究领域。与其它动脉炎病毒相似，猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV） 有严格的细胞嗜性：PRRSV 主要感染单核-巨噬细胞系，如肺泡巨噬细胞和组织器官中的巨噬细胞（PAMs），而外周血单核细胞(BMs) 和腹腔巨噬细胞（PPMs）却不易被感染。近年来，研究发现microRNAs（miRNAs）可以广泛参与调节病毒感染和细胞嗜性。在前期工作基础上,我们对miRNAs调控 PRRSV 感染和复制进行了研究，发现猪肺泡巨噬细胞、腹腔巨噬细胞和单核细胞中存在26条显著差异表达的microRNAs，并对其中能够“调控PRRSV感染和复制”的差异表达microRNAs进行了研究，发现（1）miR-30c靶向I型干扰素受体IFNAR2促进PRRSV复制；（2）miR-451通过靶向PRRSV NSP9基因抑制PRRSV复制；（3）miR-378b-3p靶向OGT抑制IFN-I的表达促进PRRSV的复制；（4）miR-142-3p通过直接靶向Rac1抑制PRRSV的感染；（5）miR-221-3p通过靶向自噬相关基因ATG7和ATG14抑制PRRSV复制；（6）miR-150靶向病毒基因组和JAK/STAT负调控因子SOCS1抑制PRRSV复制；（7）miR-204通过靶向LC3B抑制PRRSV的复制。通过以上研究我们发现，抑制PRRSV感染的microRNAs在不易感的腹腔巨噬细胞和外周血单核细胞中高表达，而促进PRRSV感染的microRNAs在易感的肺泡巨噬细胞高表达或被PRRSV调控。同时，我们发现miR-451和miR-221-3p极其高效地抑制PRRSV复制。这些研究成果为进一步揭示microRNAs调控PRRSV感染细胞嗜性的分子机制，为有效治疗PRRSV感染提供了参考。