中国科学院微生物研究所合作构建非洲猪瘟病毒感染全景细胞转录图谱

来源：中国生物技术网2022-05-09 15336021

本研究报道了ASFV感染巨噬细胞的单细胞转录组图谱，揭示了病毒调节宿主细胞的重要信号通路。

中国农业科学院微生物研究所高福院士、中国农业科学院哈尔滨兽医研究所邱研究员和北京大学唐福畴教授合作，在PNAS发表了题为《非洲猪瘟病毒感染猪巨噬细胞的转录本基因组谱》的研究论文。本研究首次绘制了(非洲猪瘟病毒，ASFV)原代巨噬细胞基因表达全景图，揭示了病毒与宿主分子的相关模式以及病毒复制调控宿主细胞的信号通路。

ASFV是非洲猪瘟的病原体。非洲猪瘟是一种严重危害全球养猪业的烈性传染病，是养猪业的头号杀手。目前，由于对ASFV的感染和发病机制缺乏了解，人们很难开发出安全有效的疫苗和抗病毒策略。病毒感染宿主细胞会引起宿主基因表达模式的改变，进而决定宿主细胞的命运。ASFV感染会诱导大量细胞衰竭，这将导致受感染的个体无法建立有效的抗病毒反应。然而，ASFV诱导的靶细胞基因表达模式的全貌和诱导细胞失败的机制仍不清楚。转录组测序技术是在单细胞水平上研究基因表达模式的有力工具，可为分析病毒感染和致病机理提供科学依据。

本研究采用感染ASFV的原代猪肺泡巨噬细胞，通过单细胞转录组测序技术发现不同ASFV基因的表达模式具有时间规律性，为病毒基因的功能注释提供了重要依据。此外，研究还发现，在病毒暴露环境下，巨噬细胞的基因表达模式会发生明显变化，其中干扰素刺激基因(ISG)、炎症反应相关基因和细胞因子相关基因的表达明显上调。

图一。单细胞转录组测序揭示了ASFV感染的巨噬细胞的转录组图谱。

通过进一步探索，将感染和暴露环境中的细胞分为感染细胞和非感染细胞，感染细胞中不同细胞的病毒载量具有异质性。研究人员发现，在高病毒载量的细胞中，宿主细胞上调与细胞代谢(如能量代谢)相关的基因，而下调免疫相关的基因，如ISG和未折叠蛋白反应(UPR)相关的基因。同时，本研究构建了ASFV病毒蛋白与宿主分子的相关性模型，发现病毒基因的表达水平与细胞代谢相关基因的表达水平呈正相关。此外，本研究发现肿瘤坏死因子(TNF-)是ASFV诱导细胞凋亡的主要因子。

本研究报道了ASFV感染巨噬细胞的单细胞转录组图谱，揭示了病毒调节宿主细胞的重要信号通路。为分析ASFV感染诱导免疫细胞失效，无法建立有效的抗病毒应答提供了重要的科学依据，也为进一步阐明ASFV的发病机制提供了理论依据。

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图二。ASFV病毒蛋白与宿主分子的相互作用

中国农业科学院微生物研究所高福院士、邱、北京大学唐福畴教授、中国农业科学院微生物研究所毕玉海研究员为论文合著者。中国农业科学院微生物研究所博士后郑瑜萱博士、助理研究员李世华、副研究员苏俪、中国农业科学院哈尔滨兽医研究所余少雄博士并列为第一作者。中国农业科学院微生物研究所研究员王，中国农业科学院哈尔滨兽医研究所硕士研究生张、曲亮、为论文合著者。本研究得到了国家重点研发计划、国家项目、中国科学院非洲猪瘟重点项目、中国科学院科技先导专项和黑龙江省自然科学基金的支持。

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