《Antiviral Research》:Porcine Serum Amyloid A2 Blocks PRRSV by Directly Targeting Virion-Associated PIP2 and GP5
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•猪SAA2可作为抵御PRRSV感染的宿主限制因子。•SAA2通过与PIP2及病毒GP5相互作用来识别PRRSV病毒颗粒。•SAA2的抗病毒活性需要其N端α螺旋结构。引言急性炎症介质是在感染或组织损伤早期产生的关键信号分子和效应因子(Medzhitov, 2010; Sherwo
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猪SAA2可作为抵御PRRSV感染的宿主限制因子。
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SAA2通过与PIP2及病毒GP5相互作用来识别PRRSV病毒颗粒。
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SAA2的抗病毒活性需要其N端α螺旋结构。
引言
急性炎症介质是在感染或组织损伤早期产生的关键信号分子和效应因子(Medzhitov, 2010; Sherwood and Toliver-Kinsky, 2004)。当模式识别受体识别到病原体相关或损伤相关分子模式后,这些介质会协调血管反应、白细胞募集与激活以及细胞内信号通路,从而促进病原体清除、限制组织损伤并启动组织修复(Mantovani et al., 2011)。这类介质中包括急性期蛋白,即血清淀粉样蛋白A,它是由SAA1、SAA2、SAA3和SAA4这四个相关基因编码的一组高度保守的蛋白质(Abdulkhaleq et al., 2018; Santiago-Cardona et al., 2003)。在猪体内,这些亚型的表达模式各不相同:SAA2主要在肝脏中表达,而SAA3则在肝脏和肝外组织中都会被诱导表达,这表明它们在全身和局部功能上可能存在差异。相比之下,SAA4的表达则更为有限且受调控程度不同(Leuchsenring et al., 2020; Olsen et al., 2013)。在感染过程中,SAA会作为早期先天免疫反应的一部分迅速被诱导产生,在特异性抗体形成之前就发挥多种宿主防御作用(Dinarello, 1984; Gabay and Kushner, 1999)。除了已知的能吸引单核细胞和中性粒细胞以及以情境依赖方式调节某些髓系效应功能的作用外,SAA还参与脂质相关过程,比如高密度脂蛋白的重塑以及巨噬细胞胆固醇流动的调节(Artl et al., 2000),同时在细菌感染时还参与视黄醇的结合与运输(Derebe et al., 2014)。此外,SAA还能直接识别某些微生物靶标,包括细菌表面成分和真菌细胞,通过促进调理作用和抑制微生物生长来助力抗菌防御(Gong et al., 2019; Hari-Dass et al., 2005; Shah et al., 2006)。
猪繁殖与呼吸综合征病毒属于动脉病毒科的一种有包膜的正义RNA病毒(Brinton et al., 2021),对全球养猪业构成了严重威胁。该病毒感染会导致仔猪出现严重的呼吸障碍,母猪则会出现繁殖功能障碍,进而造成巨大的经济损失(Karniychuk and Nauwynck, 2013; Osemeke et al., 2025)。PRRSV的基因组编码有8种结构蛋白和至少16种非结构蛋白(Li et al., 2014);其中,由ORF5编码的结构蛋白GP5是位于PRRSV病毒颗粒表面的主要糖蛋白,它在病毒进入宿主细胞的过程中起着关键作用,同时也是中和抗体的主要靶标(Popescu et al., 2017)。PRRSV感染会导致宿主体内出现显著的炎症和免疫失调,而这些宿主反应又与病毒复制及疾病结局密切相关(Lawson et al., 2012; Lunney et al., 2010; van Reeth and Nauwynck, 2000)。值得注意的是,PRRSV感染会显著诱导猪SAA3的表达,而重组SAA3蛋白则会促进PRRSV感染(Huan et al., 2018)。这些发现表明PRRSV可能利用SAA来调控自身的感染过程。不过,SAA的另一种亚型SAA2在PRRSV感染过程中的具体功能目前还不清楚。在本研究中,我们探讨了SAA2在PRRSV感染中的作用。研究结果表明,PRRSV感染会诱导SAA2的表达,而且SAA2可通过与病毒颗粒表面的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸以及病毒糖蛋白GP5直接相互作用来抑制病毒复制。此外,这种抗病毒活性在存在高密度脂蛋白的情况下会明显减弱,而且它依赖于SAA2第1外显子编码的第一个α螺旋结构。这些发现揭示了猪SAA2在PRRSV感染中具有此前未被认识到的抗病毒作用。
章节节选
细胞与病毒
如前文所述,我们从4周大无特定病原体仔猪的肺灌洗液中分离出了原代猪肺泡巨噬细胞,并将其培养在含有10%热灭活胎牛血清的RPMI-1640培养基中(Sun et al., 2023)。IPAM细胞系(由肺泡巨噬细胞衍生而来的永生化细胞系)以及PRRSV WUH3毒株(GenBank编号HM853673)也已在先前研究中有过描述(Li et al., 2022)。类似NADC34的PRRSV HN08毒株以及类似NADC30的PRRSV CHN-HB-2018毒株则
PRRSV感染会诱导SAA表达,但SAA2和SAA3对病毒复制的效应相反
为阐明SAA蛋白在PRRSV感染过程中的功能作用,我们首先分析了感染后肺泡巨噬细胞中SAA蛋白的动态表达情况。如图1A所示,PRRSV感染会以剂量依赖的方式显著提高SAA蛋白的水平。由于缺乏能够区分猪SAA2和SAA3的特异性抗体,接下来我们检测了感染PRRSV的肺泡巨噬细胞中SAA2和SAA3的mRNA水平。我们观察到SAA3的mRNA水平呈时间依赖性上升趋势,而SAA2则
讨论
作为在病毒感染初期先天免疫反应中起关键作用的宿主防御蛋白,急性期蛋白在哺乳动物中已被广泛研究。在猪身上,PRRSV感染会引发全身性的急性期反应,同时多种急性期蛋白的表达也会发生显著变化,其中包括SAA水平升高(Parra et al., 2006; Soler et al., 2012),不过这种反应的功能意义目前尚未完全明确。在本研究中,我们发现猪的SAA亚型
CRediT作者贡献声明
肖绍波:写作——审阅与编辑、指导、项目管理、资金获取、概念构思。方留荣:指导、资源提供、项目管理。肖勋:写作——审阅与编辑、初稿撰写、指导、方法学设计、概念构思。李帅:写作——审阅与编辑、初稿撰写、可视化处理、验证、软件应用、方法学研究、实验分析、数据整理。熊远祥:方法学设计、实验研究、数据
伦理声明
本研究是按照ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南开展的。该研究已获得华中农业大学实验动物中心动物实验伦理审查委员会的批准。(批准编号:HZAUSW-2024-0086)
利益冲突声明
作者声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
数据可用性
所有相关数据均保存在论文正文及其支持信息文件中。
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? 作者声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
我们要感谢中国农业科学院哈尔滨兽医研究所的蔡学辉博士提供了IPAM细胞。同时也要感谢农业微生物学国家重点实验室核心设施在随机光学重建显微镜和激光扫描共聚焦显微镜技术方面给予的帮助。透射电子显微镜的数据则是在动物科技学院和兽医学院的公共仪器中心获取的
李帅|熊远祥|方留荣|肖勋|肖绍波