LncRNA-MMM1P通过猪肺泡巨噬细胞极化调控猪肺炎支原体诱导炎症反应的分子机制

Mycoplasma hyopneumoniae (Mhp) is the principal etiological agent of mycoplasma pneumoniae, affecting swine production worldwide. Porcine alveolar macrophages (PAM) are important immune barriers in the host's respiratory system, and their polarization is closely related to the host's immune response and infection process. The previous study found that Mhp infection induced M1 polarization in PAM. Moreover，the long-chain non-coding RNA, lncRNA-MMM1P, associated with M1 polarization has been identified, but its role and mechanism in regulating pathogenesis of Mhp are still unclear. Therefore, this project is to analyze the role of lncRNA-MMM1P in PAM polarization induced by Mhp infection in vitro and in vivo, and to identify the transcription factors and binding domains regulated by lncRNA-MMM1P by RNA-pulldown and fluorescence in situ hybridization. It will reveal the mechanism of the inflammatory response to Mhp infection via lncRNA-MMM1P mediated alveolar macrophage polarization. The development of this project will comprehensively explain the role of lncRNA-MMM1P in the pathogenesis of Mhp, and provide potential therapeutic targets for the prevention and treatment of this disease, which is of great significance for controlling the occurrence and epidemic of the disease.

猪肺炎支原体（Mycoplasma hyopneumoniae，Mhp）是引起猪支原体肺炎的重要病原，给养猪业造成巨大危害。猪肺泡巨噬细胞(PAM)是宿主呼吸系统重要的免疫屏障，其极化状态与宿主的免疫反应和感染进程密切相关。申请人前期研究发现Mhp感染诱导PAM发生M1极化，并发现与M1极化相关的长链非编码RNA（lncRNA-MMM1P），但其在Mhp致病中的作用及调控机制尚不清楚。因此，本项目拟从细胞和动物层面分析lncRNA-MMM1P在Mhp感染诱导PAM极化中的作用，并利用RNA-pulldown、荧光原位杂交等技术明确lncRNA-MMM1P调控的转录因子及其结合域，揭示lncRNA-MMM1P通过影响PAM极化调控Mhp诱导的炎症反应机制。本项目的开展将全面阐释lncRNA-MMM1P在Mhp致病中的作用，为该病的防治提供潜在的治疗靶点，对控制该病的发生与流行具有重要的意义。

猪肺炎支原体作为呼吸道病原物，诱发肺泡腔和支气管腔内炎性浸润，继而刺激气道上的黏膜感受器，诱发剧烈咳嗽，降低猪的体重，给养猪产业造成严重的经济损失。黏膜防御机制是抵抗支原体感染的第一道防线。呼吸道黏膜防御机制依赖于黏膜表面纤毛的机械清除作用和黏膜上皮细胞抗原呈递、参与炎症性细胞趋化或活化的启动与维持。在缺少黏膜纤毛的肺泡中，其免疫反应则依赖于肺泡巨噬细胞（AM）。然而，有研究表明AM极化失衡是导致炎症反应加剧的重要原因之一。AM的M1极化过程受到多种核酸的调控，包括mRNA、长链非编码RNA（lncRNA）、微小RNA(miRNA)等。LncRNA是一类长度大于200个核苷酸含有两个以上外显子的转录本，具有类似mRNA的结构。LncRNA虽然不直接编码蛋白，但可以通过转录后调控发挥重要的作用。然而，lncRNA在猪肺炎支原体感染诱导的AM M1极化中的作用尚不清楚。本项目发现猪肺炎支原体诱导AM M1极化伴随着细胞因子TNF-α转录水平的升高。分泌的TNF-α诱导AM坏死性凋亡，继而导致肺泡黏膜屏障的破坏。本项目利用测序技术比对猪肺炎支原体感染和未感染的猪AM，并结合siRNA敲低实验发现了一个与M1极化相关细胞因子TNF-α转录表达相关的LncRNA，命名为lncRNA-MMTP。本项目进一步探讨了lncRNA-MMTP对于猪AM坏死性凋亡以及猪肺炎支原体感染时炎症反应的影响。本项目发现lncRNA-MMTP 在猪支原体肺炎感染后发生核位移，提示lncRNA-MMTP可能结合核蛋白发挥调控功能。RNA pulldown、FISH结合免疫荧光试验表明lncRNA-MMTP通过与转录因子TFII-I结合增强c-FOS的转录，进而促进了下游TNF-α的转录表达。本项目还依据本课题的新发现进行了抗猪支原体肺炎的疫苗和小分子药物研究，为申请人下一阶段研究凝练了研究方向。