《Virology Journal》:Reference-guided detection of the transcriptome reveals circular RNA-related competing endogenous RNA networks in response to three respiration pathogens in pig lungs

【字体: 时间:2025年07月01日 来源:Virology Journal 4

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  本研究针对PRRSV、ASFV和Mhp感染导致猪肺损伤的经济损失问题,通过整合91组RNA-seq数据,系统鉴定了86,547个circRNA(含14,344个新发现circRNA),构建了病原体特异的ceRNA调控网络。研究发现Mhp感染上调circRNA通过humoral immunity相关通路激活免疫应答,ASFV感染通过ROS信号通路促进炎症,而PRRSV感染导致circRNA环化比率广泛下降并干扰RNA剪接功能。该研究为理解呼吸道病原体致病机制提供了新视角,发表于《Virology Journal》。

研究背景
猪呼吸道疾病是全球养猪业的重大威胁,其中猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、非洲猪瘟病毒(ASFV)和猪肺炎支原体(Mhp)是三大病原体,每年造成数十亿美元经济损失。尽管已有研究关注miRNA和lncRNA在感染中的作用,但环状RNA(circRNA)作为新兴调控分子,其在猪肺病原体应答中的功能仍如"黑匣子"般未知。circRNA具有独特的共价闭合环状结构,能作为竞争性内源RNA(ceRNA)吸附miRNA,调控基因表达网络。解开这个调控密码,对理解肺损伤机制和开发新型防控策略至关重要。

绵阳师范学院动物疾病防控与健康养殖工程技术研究中心联合西北农林科技大学的研究团队,在《Virology Journal》发表突破性研究。团队创新性地整合91组公共RNA-seq数据,绘制了迄今最全面的猪肺circRNA图谱,首次揭示三大病原体特异的ceRNA调控网络,发现PRRSV感染导致circRNA环化比率系统性下降这一关键现象。

关键技术方法
研究采用多组学整合分析策略:1)从SRA数据库获取91例猪肺RNA-seq数据(含36例Ribo-Zero和65例polyA+文库);2)使用CIRI2基于反向剪接位点(BSJ)鉴定circRNA;3)通过miRanda预测circRNA-miRNA-mRNA相互作用网络;4)采用DESeq2分析病原体感染后的差异表达circRNA(DECs);5)实验验证通过设计跨BSJ位点的发散引物进行RT-PCR和Sanger测序。

研究结果

circRNA全景图谱
研究鉴定出86,547个circRNA(72,203个已知),其中78.11%源自外显子区域。circRNA平均仅占宿主基因转录本的1.07%,多数含2-4个外显子且长度<1000bp。通过实验验证11个随机选择的circRNA,成功率达90.91%。


病原体特异性调控
Mhp感染引发最多DECs(197个),其ceRNA网络显著富集于humoral immunity相关功能(如抗菌肽反应);ASFV特异的39个上调circRNA通过ROS信号通路促进炎症;PRRSV则独特地下调29个circRNA,干扰RNA剪接功能。值得注意的是,PRRSV感染导致389个基因位点的circRNA/线性RNA比率显著降低。


关键调控轴发现
研究锁定13:200707866|200731785(源自TTC3基因)为核心的ceRNA轴:该circRNA通过吸附miR-7-5p释放SRSF12(剪接因子),在PRRSV感染中环化比率下降62%,可能形成"circRNA减少→剪接紊乱→circRNA生成受阻"的恶性循环。


研究意义
该研究建立了首个猪肺circRNA参考数据库,揭示三大病原体特异的分子指纹:1)Mhp通过circRNA激活体液免疫;2)ASFV劫持circRNA-ROS通路加剧炎症;3)PRRSV破坏circRNA环化平衡导致剪接紊乱。特别是发现PRRSV诱导的circRNA/线性RNA比率普遍下降,为理解病毒逃逸宿主防御提供了新视角。研究提出的TTC3 circRNA/miR-7-5p/SRSF12调控轴,可能成为抗PRRSV药物开发的新靶点。这些发现不仅为猪呼吸道疾病防控提供理论依据,也为人类RNA病毒研究提供了跨物种参考模型。

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