单细胞转录组解析高致病性猪流行性腹泻病毒(PEDV)与宿主的互作机制及肠道修复新靶点

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Journal of Virology 4.0

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  本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)揭示了高致病性PEDV毒株CH/HLJ-22感染后猪空肠细胞的动态变化,首次发现病毒可感染B/T淋巴细胞但引发流产性感染,同时阐明Wnt通路驱动的干细胞分化加速和IFN-γ/IL-10信号平衡在肠道修复与免疫调控中的核心作用,为冠状病毒跨物种传播及靶向治疗提供新见解。

  

A novel PEDV virulent strain was isolated from diarrhea piglets
从黑龙江暴发腹泻的猪场中分离出高致病性PEDV毒株CH/HLJ-22,全基因组测序显示其属于GII-a亚型。该毒株感染3日龄仔猪后60小时内致死,病理特征包括小肠绒毛萎缩、上皮脱落及病毒载量峰值出现在空肠,电镜观察到典型的冠状病毒刺突结构。

Single-cell transcriptome landscape of the piglet jejunum
对19,612个空肠细胞进行scRNA-seq分析,鉴定出11种细胞类型:肠上皮细胞(表达FABP6/ACE2)、祖细胞(APOA1+)、干细胞(OLFM4+LGR5+)、TA细胞(STMN1+)、免疫细胞等。感染组显示细胞死亡调控和病毒应答通路富集,qPCR验证关键差异基因如CCL21和MMRN1的表达变化。

PEDV infection promotes stem cell differentiation
伪时序分析揭示感染加速干细胞→TA细胞→肠上皮祖细胞的分化轨迹。增殖相关基因(LGR5/TOP2A)和Wnt靶基因(AXIN2/CCND1)显著上调,间质细胞分泌的CXCL12/HGF增加,共同构成促进上皮再生的微环境。

Cell-cell communication network in control and PEDV-infected intestine
病毒破坏细胞间通讯网络,但特异性激活IFN-γ和IL-10通路:T细胞通过IFNGR1增强巨噬细胞抗病毒活性,而B/T细胞分泌的IL-10抑制过度炎症。M2型巨噬细胞比例增加进一步印证免疫平衡机制。

PEDV tropism may not be exclusively restricted to enterocytes
1,022个病毒阳性细胞中,除肠上皮外,B/T淋巴细胞、间质细胞等均检测到PEDV基因。相关性分析表明pAPN(r=0.38)是主要受体,但其他细胞感染可能依赖未知因子。

PEDV is capable of infecting B cells yet fails to establish effective replication
体外实验证实病毒通过胰酶依赖途径感染B细胞,可检测到dsRNA和亚基因组RNA,但无法产生感染性子代病毒。B细胞亚群分析显示抗体分泌细胞(ASCs)比例增加,PRDM1/IRF4表达上调驱动抗体产生。

PEDV infection can impair T cell function and induce its apoptosis
T细胞感染后凋亡率增加11.9%,Tfh细胞中CXCR5/IL21表达下降削弱B细胞辅助功能,而CTL细胞的IFN-γ/GZMB上调但PRF1不变,提示细胞毒作用受限。

讨论
该研究首次系统描绘PEDV感染的单细胞图谱,揭示病毒通过"流产性感染"免疫细胞实现免疫逃逸,而宿主通过Wnt通路加速干细胞分化修复损伤,IFN-γ/IL-10的动态平衡成为决定感染结局的关键。间质细胞-上皮细胞互作和M2巨噬细胞极化等发现,为开发靶向肠道修复的抗病毒策略提供新方向。

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