猪繁殖与呼吸综合征病毒通过circ-107191/miR-34c/RAD54L轴下调同源重组修复促进睾丸细胞凋亡的机制研究

为解决PRRSV（猪繁殖与呼吸综合征病毒）感染导致公猪睾丸功能障碍的分子机制问题，研究人员通过转录组分析揭示了circ-107191/miR-34c/RAD54L轴的关键作用。研究发现PRRSV通过下调circ-107191增强miR-34c活性，抑制RAD54L表达，从而加剧细胞凋亡和氧化应激。体外模型证实恢复circ-107191或抑制miR-34c可减轻组织损伤并稳定内分泌功能，为PRRSV相关雄性不育提供了潜在治疗靶点。

　　

猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）是困扰全球养猪业的头号病原体，它不仅造成母猪繁殖障碍和仔猪呼吸道疾病，还悄悄对公猪的“生育力”伸出了黑手。近年来，科学家们惊讶地发现，感染PRRSV的公猪精液质量会显著下降——精子活力降低、畸形率上升，更棘手的是病毒还能通过精液传播给母猪。但令人困惑的是，病毒究竟如何破坏公猪睾丸功能？这个问题的答案，直接关系到养猪业每年数十亿元的经济损失。

四川省科技计划重点研发项目等资助的研究团队在《Theriogenology》发表的研究揭开了这一谜团。研究人员发现，PRRSV会在睾丸中发动一场针对非编码RNA（ncRNA）的“分子战争”。通过转录组测序技术分析感染组与对照组的睾丸组织，结合体外猪睾丸模型验证，团队首次绘制出PRRSV破坏睾丸功能的分子路线图：病毒首先下调环状RNA circ-107191的表达，释放其对miR-34c的抑制作用；失控的miR-34c接着靶向打击DNA修复关键基因RAD54L，导致同源重组修复（HRR）系统瘫痪；最终引发睾丸细胞大规模凋亡、血睾屏障（BTB）崩解和睾酮分泌紊乱。

关键技术方法
研究采用21日龄仔猪建立PRRSV感染模型，7天后取睾丸组织进行全转录组测序（Illumina NovaSeq 6000平台），通过StringTie和DESeq2分析差异表达的463个circRNA、50个miRNA和4627个mRNA。利用circRNA-miRNA-mRNA共表达网络预测关键通路，并通过原代睾丸细胞模型进行功能验证，包括qPCR、Western blot、流式细胞术和免疫荧光等技术。

主要研究结果

实验设计
建立PRRSV感染动物模型，通过多组学联合分析发现睾丸组织中circ-107191显著下调，其可能通过吸附miR-34c调控下游靶基因。

差异表达RNA鉴定
测序数据质量优异（Q30≥93.12%），共筛选到20个与睾丸功能相关的核心circRNA，其中circ-107191表达量降低3.8倍，其结合的miR-34c上调4.2倍，靶基因RAD54L下调2.1倍。

circ-107191/miR-34c/RAD54L轴验证
体外实验显示：

1. 敲低circ-107191会升高miR-34c水平，导致Sertoli细胞紧密连接蛋白ZO-1表达量下降40%，血睾屏障完整性被破坏；
2. 过表达miR-34c使生殖细胞凋亡率增加2.3倍，同时活性氧（ROS）积累提升180%；
3. 挽救实验证实，恢复circ-107191可使精子发生相关基因SYCP3表达回升65%，睾酮分泌恢复至正常水平80%。

讨论与意义
该研究首次阐明PRRSV通过circRNA-miRNA-mRNA网络干扰睾丸功能的分子机制。circ-107191作为miR-34c的“分子海绵”，其表达下降会解除对RAD54L的“刹车”效应，导致DNA损伤修复失败和基因组不稳定。这一发现不仅解释了PRRSV致雄性不育的新机制，更提供了潜在干预策略——通过纳米载体递送circ-107191模拟物或miR-34c抑制剂，有望成为保护种公猪繁殖性能的创新手段。研究还暗示，类似机制可能存在于其他病毒感染相关的男性不育症中，为生殖医学研究开辟了新视角。