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猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)以引起妊娠母猪严重繁殖障碍和仔猪呼吸道疾病为主要特征,给世界养猪业带来了巨大的经济损失。2006年,我国爆发了非典型的高致病性PRRS (highly pathogenic PRRS, HP-PRRS),其病原体为高致病性PRRSV毒株(HP-PRRSV),该毒株在NSP2上存在30个氨基酸的不连续缺失。HP-PRRS的主要特征为高热、高发病率、高死亡率,并且伴随严重的神经症状(例如,颤抖、角弓反张)。病毒感染中枢神经系统(central nervous system, CNS)具有潜在的破坏性,之前研究表明,PRRSV感染猪后可以进入CNS。小胶质细胞是定居在CNS的固有免疫细胞,它的激活和许多CNS疾病有很大关系。然而,PRRSV是否感染小胶质细胞还缺乏直接的证据。因此,在本论文中,我们首先对PRRSV是否感染小胶质细胞进行了研究,进而对HP-PRRSV神经致病机理进行了探索和研究。在本研究中,我们首先成功分离培养了猪小胶质细胞,证实了体外分离培养的小胶质细胞可以支持PRRSV感染和复制。PRRSV感染小胶质细胞诱导了大量促炎性细胞因子和趋化因子的表达,包括IL-1β, TNF-α,IL-6,IL-12,IL-8,CXCL10,MCP-1,CCL3,CCL4和CCL5等；同时在体内实验中,我们发现PRRSV感染猪的CNS中后,很多促炎因子表达大幅度上调。进一步研究证明PRRSV感染诱导促炎因子和趋化因子上调可能与PRRSV激活NF-κB和AP-1相关。同时,PRRSV感染小胶质细胞显著上调了ROS产生,并发现ROS参与了促炎因子表达的上调。更为重要的是,在不同时间收集PRRSV感染小胶质细胞后的上清液,然后处理入神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y,发现造成了SH-SY5Y细胞的死亡,表明HP-PRRSV感染小胶质细胞产生的大量促炎因子会造成神经元的损伤。因此,可以得出结论：PRRSV感染小胶质细胞诱导了大量促炎因子的表达,从而造成神经毒性,导致神经症状的产生。IL-1β有着广泛的生物学功能,包括激活固有免疫,调节适应性免疫等；同时越来越多的证据表明,IL-1β和神经损伤有关。本研究进一步探讨了PRRSV感染小胶质细胞后上调IL-18的分子机理。研究发现PRRSV感染小胶质细胞后能够诱导IL-1p在mRNA水平和蛋白水平的大量表达。随后用MyD88抑制肽或PKC、P13K、JNK、NF-κB、ERK等信号通路抑制剂阻断信号通路后发现,MyD88、PKC和ERK1/2抑制剂能够有效阻断PRRSV上调IL-1p,暗示MyD88、PKC和ERKl/2对于HP-PRRSV诱导的IL-1β上调有重要作用。进一步应用western blot实验证明,HP-PRRSV感染小胶质细胞后,ERK1/2磷酸化水平升高,并在感染后12h达到高峰。炎性小体在IL-1β剪切和成熟中起关键作用,之前研究显示,NLRP3能够响应多种刺激,包括病毒感染。为了研究NLRP3炎性小体在IL-1β分泌中的作用,我们用siRNA技术干扰NLRP3表达或者Z-VAD-FMK抑制Caspase-1表达后,发现IL-1β蛋白表达显著降低。这些结果表明NLRP3炎性小体在IL-1p成熟中发挥重要作用。综上所述,在本论文中,我们证明了体外培养的小胶质细胞可以支持PRRSV感染和复制；PRRSV感染导致小胶质细胞激活,进而上调许多促炎性因子的表达,并且可能和神经毒性相关。PRRSV感染小胶质细胞诱导IL-1 p的表达可能依赖于MyD88,PKC和ERK1/2MAPK等通路；NLPR3炎性小体的激活和IL-1β分泌有关。这些结果为进一步阐明高致病性PRRSV引起神经症状的致病机理提供了新的思路。