不同SLA单倍型SPF猪群质量标准化及疫病易感性差异产生的分子遗传机制

Specific pathogen-free (SPF) pig is internationally recognized standardized high grade agricultural experimental animals. The susceptible SPF pig is an important model animal for livestock and poultry disease prevention and control. However, the disease susceptible pigs have been lacking in our country. The experimental pigs are mostly screened from pig breeding enterprises. The chaos of genetic background and microorganism and China's compulsory immunization policy make it difficult to screen susceptible pigs. Swine leukocyte antigen (SLA) contains many immune related genes and is highly polymorphic. There is the complicated diversity for SLA haplotypes. Moreover, the different immune responses can be induced by pathogene for different SLA haplotype pigs and have different susceptibility. In this study, the susceptibility differences of SLA haplotype pigs to porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) will be determined by in vitro and in vivo animal infection experiments. The susceptible SLA haplotype pig population(s) will be established and the quality control and standardization will be study. The molecular genetic mechanism of susceptibility differences of SLA haplotype pigs will be explored by analyzing the nucleotide mutation, allelic gene conversions, homologous recombination, and genetic evolution process of SLA class I and II genes. This study may provide strong support for technological innovation, major epidemic prevention and control, and biological products production and inspection.

无特定病原体（SPF）猪是国际公认的标准化高等级农用实验动物，而疫病易感型SPF猪是重要的畜禽疫病防控用模式动物，但我国一直缺乏疫病易感猪群，实验用猪多从养猪企业中筛选，遗传背景、微生物的杂乱与我国的强制免疫政策使筛选易感猪十分困难。猪白细胞抗原（SLA）包含许多免疫相关基因，具有高度的多态性，使SLA单倍型具有复杂的多样性，不同SLA单倍型猪感染病原后可产生不同的免疫应答，具有疫病易感性差异，因此本研究通过体外和体内动物感染实验，明确不同SLA单倍型猪群对猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）的易感性差异，组建SLA单倍型易感型猪群，对其进行质量控制和标准化研究，且通过分析SLA区域I类和II类基因的核苷酸突变、等位基因转换，同源重组和遗传进化过程等特征，探究SLA单倍型猪群出现易感性差异的分子遗传机制，为科技创新、重大疫病防控、生物制品生产检验提供有力的条件支撑。

无特定病原体（SPF）猪是国际公认的标准化高等级农用实验动物，但我国实验用猪多从养猪企业中筛选，遗传背景杂乱，微生物质量参差不齐。猪白细胞抗原（SLA）包含许多免疫相关基因，具有高度的多态性，使SLA单倍型具有复杂的多样性，不同SLA单倍型猪感染病原后可产生不同的免疫应答，具有疫病易感性差异，本项目首选建立了筛选SLA Hp-4.0单倍型纯合子的检测方法，筛选纯合猪后，分别从体外和体内研究发现携带SLA-1*04:01:01分子的Hp-4.0单倍型猪对PRRSV较为易感。随后，在主持单位投入改扩建了两栋SPF猪生产繁育猪舍的基础上扩大SPF猪种群，深入对SPF大白猪和长白猪进行了质量控制，遗传背景清晰，生物学指标稳定，且排除了21种病原，同时为了丰富和扩大SPF猪资源和种群，又引进了我国地方品种荣昌猪品种，对荣昌猪进行了质量标准化研究，遗传背景清晰，生物学指标稳定，且排除了12种病原，猪群的扩大和建立丰富了实验动物资源，为科技创新、重大疫病防控、生物制品生产检验提供了有力的条件支撑。此外，探究不同SLA单倍型猪对PRRSV的易感性差异时，发现对SLA I类和II类分子起调控作用的反式激活因子NLRC5和CIITA在抗病毒免疫应答中起重要作用，PRRSV感染早期可通过下调NLRC5的表达从而下调SLA-I参与的抗原提呈相关分子的表达，也可能通过抑制IFN-γ的分泌下调CIITA的表达，从而下调SLA II类分子的表达。随后从分子水平发现不同SLA单倍型SLA区域内的存在高度的多态性（SNP、InDels），且结构变异主要表现在大片段缺失和染色体间异位断点，此外不同单倍型的拷贝数变异也不同，因此导致出现了丰富的SLA单倍型多样性，从而对疫病表现出易感性差异。项目的研究对重大动物疫病的防控和公共卫生安全起非常重要的作用。