豬德爾塔冠狀病毒(PDCoV)是一種有囊膜的單股正義RNA 病毒,全長約25.4 kb,是引起仔豬病毒性腹瀉的主要病原之一。PDCoV 能夠引起豬的嘔吐、腹瀉、脫水、甚至死亡,其可感染不同日齡的豬,主要對仔豬危害較大,病死率在40%~80%。并且豬場存在許多PDCoV 與PEDV 等腹瀉病毒混合感染的現(xiàn)象,給全球養(yǎng)豬業(yè)造成巨大損失。自2003 年以來,冠狀病毒已造成3 次重大流行病,這與冠狀病毒的跨種傳播有著密切的關(guān)系。此前已有研究表明PDCoV 不僅能感染豬,還能感染禽類和牛。2021年有研究報道,在3 名海地兒童的血漿樣品中鑒定出PDCoV。因此,PDCoV 具有感染禽類、哺乳動物甚至人類的能力,提示我們PDCoV 后續(xù)有發(fā)展為重要人獸共患疾病的可能性,由于其可在宿主體內(nèi)不斷變異,無疑具有潛在的公共安全問題,存在引發(fā)大流行的威脅。
MHC-I類分子在激活宿主抗病毒天然免疫以及適應(yīng)性免疫的過程中發(fā)揮重要作用,其能將內(nèi)源性抗原遞呈至細胞表面,激活相應(yīng)的CD8+T 細胞,使CD8+T 細胞轉(zhuǎn)化為細胞毒性T 細胞,發(fā)揮細胞毒性作用殺傷靶細胞。此外,MHC-I類分子還能在NK細胞免疫過程中發(fā)揮重要作用,細胞感染某些病毒或發(fā)生癌變后,細胞表面的MHC-I的表達會顯著下降,進而導(dǎo)致NK 細胞對靶細胞的殺傷。然而,到目前為止,人們對冠狀病毒調(diào)控MHC-I類分子表達的具體機制還知之甚少。
近期發(fā)表于《Journal of Virology》的研究論文,首次報道了PDCoV 感染通過激活I(lǐng)RF1 通路及RIG-I介導(dǎo)的IFN 信號通路上調(diào)NLRC5 的表達,進而促進豬的MHC-I類分子(SLA-I)表達的具體分子機制。
首先,作者通過分析PDCoV 感染的腸類器官轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),PDCoV 感染能夠顯著上調(diào)豬的MHC-I類分子(SLA-I)表達,隨后通過熒光定量PCR、流式細胞術(shù)及免疫組織化學(xué)染色技術(shù)進一步證明了PDCoV感染能夠在體外及體內(nèi)上調(diào)SLA-I的表達。除SLA-I外,PDCoV 感染還能上調(diào)T 細胞活化共刺激分子CD86 及T 細胞招募因子CXCL10、CXCL11 的表達。為了驗證MHC-I的轉(zhuǎn)錄激活分子NLRC5 在PDCoV 感染上調(diào)SLA-I分子過程中的作用,作者在過表達或敲低NLRC5 后檢測SLA-I的表達,結(jié)果發(fā)現(xiàn)NLRC5 在PDCoV 感染上調(diào)SLA-I分子表達的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。分子機制研究發(fā)現(xiàn)滅活的PDCoV 不能再誘導(dǎo)NLRC5 及SLA-I的表達,作者推測PDCoV 感染誘導(dǎo)NLRC5 和SLA-I表達可能是因為病毒復(fù)制過程中產(chǎn)生的病毒RNA 激活機體的天然免疫所導(dǎo)致。RIG-I 在宿主識別病毒RNA 的過程中發(fā)揮重要作用,于是作者通過熒光定量PCR、雙熒光素酶報告實驗以及流式細胞術(shù)檢測發(fā)現(xiàn),證實過表達RIG-I 后能顯著促進NLRC5 及SLA-I的表達,敲低RIG-I 能顯著抑制PDCoV感染誘導(dǎo)的NLRC5 及SLA-I表達,證明PDCoV 感染是通過促進RIG-I 的表達來上調(diào)NLRC5 及SLA-I的表達。并進一步發(fā)現(xiàn)RIG-I 是通過誘導(dǎo)I型IFN 信號通路促進NLRC5 及SLA-I類分子表達。同時,作者還發(fā)現(xiàn)PDCoV 除通過RIG-I 信號通路外,PDCoV 感染也能通過促進IRF1 的表達來上調(diào)NLRC5 及SLA-I類分子的表達。
綜上所述,該研究證實了PDCoV 感染上調(diào)SLA-I類分子表達并闡明了其分子機制,揭示PDCoV 參與調(diào)控機體細胞免疫,為后續(xù)PDCoV 的防治和疫苗研發(fā)提供理論指導(dǎo)。