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痘病毒是已知病毒粒子中基因组最大、最复杂以及宿主范围最广的一类DNA病毒,其多数成员能够感染人和多种动物且能引起死亡。天花的消灭为人类疾病防治和免疫学的发展奠定了伟大的基础。然而,随着恐怖主义的猖獗,痘病毒可能被恐怖分子作为一种生物武器而威胁公众的生命安全;加之正痘病毒属的其他病原,例如猴痘病毒(monkeypox,MPXV),牛痘病毒(cowpox,CPXV)以及痘苗病毒(vaccinia virus,VACV)引起人类零星的甚至小规模的感染,使得人们再一次注重对痘病毒的研究。鉴于鼠痘病毒(ectromelia virus,ECTV)与其他正痘病毒具有相近的遗传特性、类似的感染症状以及便利的实验模型,因此,ECTV可作为正痘病毒研究的理想替代模型。ECTV是一种鼠特异性病毒,BALB/c和C3H品系小鼠易受其感染且表现出较高的死亡率,而C57BL/6和129品系小鼠对ECTV具有抵抗性,呈现出耐过性感染。为了探究不同品系小鼠对ECTV感染差异的分子机制,选取BALB/c和C57BL/6两个品系小鼠建立ECTV感染的动物模型,利用表达谱芯片检测分析技术对感染前、感染后3 d和10 d的小鼠脾脏组织进行转录组分析。通过差异基因对比分析、分子功能和KEGG通路分析,发现感染前BALB/c和C57BL/6小鼠基因的基础表达存在较大差异;而感染ECTV后,易感性BALB/c小鼠被诱导更多的差异基因,这些差异基因主要富集于天然免疫、细胞凋亡、新陈代谢和癌症相关信号通路。而感染后的抗性C57BL/6小鼠被诱导较多的下调基因,其主要富集于MAPK和粒细胞跨膜移行信号通路。同时,BALB/c小鼠诱导更多的免疫相关分子,呈现出较强的免疫应答,结合脾脏中病毒载量的差异,提示小鼠的遗传背景、病毒接种量和机体的免疫状态可能是ECTV诱导差异基因多少的关键。基于转录组芯片分析的数据和qPCR对细胞感染试验的验证,发现Hspa1b在两种品系鼠上调表达最明显。利用体外过表达和siRNA敲降干涉Hspa1b的表达后,发现Hspa1b具有促进ECTV增殖的作用。进一步采用不同剂量的HSP70抑制药物槲皮素和VER阻碍Hspa1b的功能后,细胞中ECTV的滴度显著降低,再一次证实Hspa1b具有促进ECTV增殖的能力。在建立ECTV基因组检测的SYBR Green real-time PCR方法后,成功定量检测了过表达和抑制Hspa1b后ECTV的基因组拷贝数,表明Hspa1b能够促进病毒基因组的复制,但Hspa1b如何参与ECTV生命周期中的具体过程有待进一步研究。依据cGAS在天然免疫应答中的重要作用以及ECTV感染诱导上调表达的特点,利用感染试验证实ECTV具有诱导早期Ⅰ型IFNs的表达能力。采用双荧光素酶报告系统发现,cGAS和STING都具有启动ECTV诱导的IFN-β表达的能力;在鼠源细胞系L929上的过表达和RNAi试验证实,cGAS和STING具有显著影响ECTV诱导的IFN-β表达的能力,而在NIH3T3上却没有相似的作用。TBK1和IRF3的磷酸化检测证实,ECTV能够诱导L929和RAW264.7细胞中TBK1和IRF3磷酸化以及IFN-β的分泌,却不能诱导NIH3T3细胞中这些分子的表达,表明NIH3T3对ECTV的感染不应答。利用基因敲除细胞系证实,cGAS-STING-TBK1-IRF3信号通路参与了ECTV诱导的IFN-β的产生,同时cGAS和STING具有限制ECTV增殖的能力。低剂量的ECTV感染试验显示,缺失TLR9和STING的小鼠Ⅰ型IFNs的表达受到抑制,脾脏和肝脏存在更多的病毒量且小鼠对ECTV更易感。而cGAS仅在较高感染剂量的情况下表现出类似的结果。总之,这些数据充分证实,cGAS-STING信号转导通路在抗ECTV感染中起到至关重要的作用。综上所述,本试验基于易感性差异小鼠感染ECTV的表达谱芯片数据分析的结果上,揭示了小鼠的遗传背景是决定病毒入侵的关键,感染后的易感性BALB/c小鼠诱导更强的免疫应答反应,而C57BL/6的应答反应相对较弱;首次证实了差异基因Hspa1b参与促进ECTV增殖的能力;成功验证了cGAS-STING信号通路在抵抗ECTV感染中的重要作用。这些结果不仅为宿主与痘病毒的研究提供了线索,而且加深了我们对机体抗病毒机制的认识。