猪流行性腹泻病毒感染、宿主抗体库应答及m6A修饰调控的研究

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猪流行性腹泻病毒(PEDV)是一种属于套式病毒目,冠状病毒科,α冠状病毒属的有囊膜的单股正链RNA病毒。本研究在PEDV入侵宿主的受体使用以及宿主对PEDV感染的应答调控方面进行了相关研究,旨在更全面深入地认识PEDV与宿主的互作关系,为PEDV临床防治提供理论依据。Vero细胞(ATCC CCL-81)是PEDV体外繁殖最常用的细胞。然而,对于与猪源氨基肽酶N(pAPN)相对应的Vero细胞APN(vAPN)是否介导PEDV入侵存在争议。本研究发现在Vero细胞mRNA和蛋白水平检测不到vAPN内源性表达。从细胞基因组DNA中克隆了包含外显子1-9的部分vAPN基因(3340bp),并用CRISPR/Cas9方法构建了两个敲除APN基因的Vero细胞系,结果发现在有或无神经氨酸酶处理的情况下PEDV感染两个敲除APN基因的Vero细胞系的效率和感染Vero细胞相同。稳定表达pAPN的Vero细胞不能增加PEDV的产量,利用siRNA敲低猪空肠上皮细胞pAPN对PEDV感染无影响。结果表明,Vero细胞或猪空肠上皮细胞上存在一个独立于APN的细胞受体介导PEDV入侵。接下来,为了研究宿主对PEDV感染的应答,本研究应用多重PCR和高通量测序技术对正常3周龄仔猪外周血单个核细胞功能性抗体库进行了分析,并对PEDV感染后猪抗体库的动态变化进行了评估。在正常情况下,只有少数几个V基因片段被优先使用,其中IGHV1-4和IGHV1S2是最常用的两个基因。然而,在感染PEDV的仔猪中,IGHV1-6和IGHV1-12基因片段以及较短长度的HCDR3的使用频率均增加,尤其是在猪抗体库中发现一些PEDV特异性的高频HCDR3序列。最后,重点研究了 N6-甲基腺苷(m6A)修饰在PEDV感染中的调控作用。通过MeRIP-seq确定PEDV的m6A修饰大多位于基因组3’端的N基因。敲低宿主m6A去甲基化酶显著增加PEDV的复制和基因表达,而敲低m6A甲基化酶则轻微降低PEDV感染。m6A结合蛋白YTHDF2和YTHDF3显著抑制PEDV复制,而YTHDF1呈相反作用。这些结果表明宿主m6A相关蛋白参与调控PEDV感染。通过反向遗传学技术突变PEDV N基因上的m6A位点发现重组PEDV和PEDV复制子的复制和基因表达都有显著提高,表明PEDV RNA m6A抑制病毒复制。本研究揭示了宿主和病毒m6A机制均能参与调控PEDV复制。
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