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为探究牛病毒性腹泻病毒（BVDV）胎儿感染的影响，科罗拉多州立大学研究人员对 5 头短暂感染（TI）和 5 头对照小母牛研究。发现 TI 小母牛白细胞 DNA 甲基化差异持续至 4 月龄，影响炎症、代谢等。这为了解 BVDV 感染危害及防控提供依据。
在养牛业的 “战场” 上，牛病毒性腹泻病毒（BVDV）堪称头号 “劲敌”。它不仅让牛群的健康亮起红灯，还每年给全球养牛产业带来高达数十亿美元的经济损失。BVDV 可在牛群中广泛传播，急性感染会让牛的日增重和产奶量大幅下降，还会引发繁殖问题。更棘手的是，它能穿越胎盘感染胎儿，而胎儿感染后的命运，很大程度上取决于感染时自身免疫系统的发育程度。如果在妊娠早期感染，胎儿就可能成为持续感染（PI）个体，成为病毒的 “长期宿主”；要是在妊娠 150 天后感染，胎儿虽能在子宫内清除病毒成为短暂感染（TI）个体，但出生后的健康状况依旧充满未知。此前研究虽发现 TI 小母牛出生时白细胞（WBC）的 DNA 甲基化存在差异，可这些变化在出生后的情况以及对小牛健康的长期影响，仍是谜团。
为了揭开这些谜团，来自科罗拉多州立大学（Colorado State University）的研究人员挺身而出，开展了一项意义重大的研究。他们的研究成果发表在《BMC Genomics》杂志上，为深入了解 BVDV 感染对小牛的影响提供了关键线索。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，精心构建实验动物模型，选取 28 头一岁龄的赫里福德小母牛，通过同步发情和人工授精使其怀孕，然后在怀孕 175 天的母牛中，一部分接种非细胞病变（ncp）的 BVDV 2 型病毒，另一部分则进行假接种作为对照。其次，运用了多种检测技术，如采集 4 月龄小母牛的全血样本，通过全血细胞计数（CBC）分析白细胞等各类细胞的数量和比例；利用流式细胞术检测不同免疫细胞群体的频率；采用简化代表性亚硫酸氢盐测序（RRBS）来测定白细胞 DNA 的甲基化状态，并结合生物信息学分析和通路分析，深入挖掘数据背后的生物学意义。
研究结果如下：
- 体重差异：4 月龄时，TI 小母牛平均体重（144±7.53 kg）显著低于对照组（165.6±2.918 kg），这表明胎儿期感染 BVDV 可能阻碍小牛的生长发育。
- DNA 甲基化分析：对比 5 头 TI 小母牛和 5 头对照小母牛的白细胞 DNA 甲基化情况，共鉴定出 3047 个差异甲基化 CpG 位点（DMSs），其中 1349 个高甲基化，1698 个低甲基化。这些差异甲基化基因与炎症、活性氧（ROS）生成和代谢等过程密切相关。同时，还发现 84 个差异甲基化的 CpG 岛和 106 个差异甲基化的启动子。利用 Ingenuity Pathway Analysis（IPA）软件分析，发现多个受影响的经典通路和疾病通路，如白色脂肪组织褐变通路、整合素信号通路等。
- 不同阶段甲基化比较：对比 TI 小母牛出生时和 4 月龄时的白细胞甲基化情况，发现 205 个 CpG 位点在两个时间点具有相同的差异甲基化状态，涉及 5 个基因的启动子和 10 个基因的 CpG 岛。这些基因参与的经典通路包括上皮黏附连接信号通路、动脉粥样硬化信号通路等，还预测了 TI 小母牛可能出现的多种生理变化，如淋巴组织和肌肉组织生长减缓等。
- TI 与 PI 小母牛甲基化比较：将 TI 小母牛和 PI 小母牛 4 月龄时的白细胞甲基化进行对比，发现 1098 个基因至少含有 1 个 DMSs，465 个 CpG 位点具有相同的差异甲基化状态，18 个基因的启动子和 34 个基因的 CpG 岛存在共同的差异甲基化。二者共同涉及的经典通路包括破骨细胞在类风湿关节炎中的信号通路等，还预测了一些可能的上游调控因子。
- 免疫细胞分析：通过全血细胞计数和流式细胞术检测，发现 TI 小母牛的淋巴细胞百分比更高，中间单核细胞、B 细胞和 CD25+/CD127-T 细胞数量增加，而 CD4+/CD8b+T 细胞数量减少。
研究结论和讨论部分指出，TI 小母牛在 4 月龄时表现出多种免疫细胞异常和 DNA 甲基化差异，这些变化与炎症、ROS 生成、胰岛素分泌等异常调节相关。这不仅揭示了 TI 小母牛潜在的病理机制，也为理解 BVDV 感染导致的产后危害提供了重要依据。此外，研究还发现 TI 小母牛和 PI 小母牛在 DNA 甲基化方面存在一些共性，这或许能为进一步探究 BVDV 感染引发的免疫抑制机制提供方向。如果能通过特定的甲基化标记识别出妊娠晚期感染 BVDV 的小牛，就可以提前采取干预措施，减少经济损失。这项研究为防控 BVDV 感染、保障养牛业的健康发展奠定了重要基础，也为后续研究指明了方向，具有极高的科学价值和实践意义。
