姜黄素通过 miR-155-5p/Aak1/Numb/Notch2 信号轴抑制地塞米松激活伪狂犬病病毒的关键发现

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Veterinary Research 3.7

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  伪狂犬病病毒(PRV)感染动物后潜伏,应激刺激易激活病毒,危害养猪业。西南大学研究人员以 PC-12 细胞为模型,研究姜黄素(Cur)对 PRV 激活的影响。发现 Cur 可阻止地塞米松(DEX)激活 PRV,且 miR-155-5p/Aak1-Numb/Notch2 轴介导该过程,为 PRV 防控提供新方向。

  在养猪的世界里,有一种隐藏的 “杀手” 时刻威胁着猪群的健康,它就是伪狂犬病病毒(PRV)。PRV 感染猪后,会潜伏在神经元中,看似风平浪静,但一旦猪受到运输、噪音、高温等应激刺激,体内的糖皮质激素水平上升,就如同给这只 “沉睡的野兽” 注入了兴奋剂,PRV 会被激活,引发伪狂犬病,导致猪出现神经系统紊乱和器官损伤,给养猪业带来严重的经济损失。
此前研究虽发现姜黄素(Cur)对一些病毒有抑制作用,比如能维持爱泼斯坦 - 巴尔病毒(EBV)的抑制状态,但它能否阻止应激激素激活 PRV 还是个未知数。为了解开这个谜团,来自西南大学动物医学院的研究人员踏上了探索之旅,他们的研究成果发表在了《Veterinary Research》杂志上。

研究人员开展的这项研究,就像是一场寻找 “解药” 的冒险。他们以高度分化的 PC-12 细胞和 PK-15 细胞为实验对象,通过一系列精心设计的实验,试图弄清楚 Cur 对 PRV 激活的影响以及其中的分子机制。

研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,进行了细胞培养,将 PC-12 和 PK-15 细胞在特定培养基中培养。采用转染技术,把 miR-155-5p 模拟物、抑制剂、Aak1 过表达载体(Aak1-OE)和短发夹 RNA(shRNA)转入 PC-12 细胞。还利用蛋白质免疫印迹法(Western blotting)检测蛋白水平,实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测基因表达水平,空斑实验检测病毒滴度等。

下面来看看具体的研究结果:

  1. DEX 激活 PC-12 细胞中的 PRV:研究人员用感染复数(MOI)为 1 的 PRV 感染 PC-12 细胞 24 小时后,再用 0.5 μM 地塞米松(DEX)处理 4 小时。结果发现,与对照组相比,PRV + DEX 组细胞活力和线粒体膜电位(MMP)显著下降,活性氧(ROS)含量增加,病毒基因拷贝数、病毒释放量和病毒蛋白水平也显著上升。这表明 PRV 感染 PC-12 细胞 24 小时后活性被抑制,而 DEX 处理会打破这种抑制状态,激活 PRV。
  2. miR-155-5p 通过靶向调控 Aak1 基因参与抑制 PRV 的维持和破坏:通过 RNA 测序(RNA-Seq)筛选差异表达的微小 RNA(miRNA),发现与对照组相比,PRV 组中 miR-155-5p 水平上调,PRV + DEX 组中下调。预测其靶基因并验证后,发现 miR-155-5p 直接调控 Aak1 基因表达,二者呈负相关。双荧光素酶报告基因实验进一步证实了这种直接调控关系。
  3. miR-155-5p-Aak1 在抑制 PRV 的维持和破坏中的中介作用:构建 Aak1 过表达载体和干扰质粒,转染 PC-12 细胞。结果显示,在 PRV 组中,转染 miR-155-5p 抑制剂或 Aak1 过表达质粒,会降低细胞活力和 MMP,增加 ROS 水平和病毒基因复制;在 PRV + DEX 组中,转染 miR-155-5p 模拟物或 Aak1 干扰质粒,则出现相反效果。这说明 miR-155-5p-Aak1 参与了抑制 PRV 的维持和破坏过程。
  4. miR-155-5p-Aak1 下游调控分子在抑制 PRV 维持和破坏过程中的作用:通过蛋白质免疫印迹法检测发现,在 PRV 组中转染 miR-155-5p 抑制剂,Aak1 和 Notch2 蛋白水平上调,Numb 蛋白水平下调;在 PRV + DEX 组中转染 miR-155-5p 模拟物,结果相反。转染 Aak1 过表达或干扰质粒也有类似规律。这表明 miR-155-5p-Aak1 通过调节 Numb 和 Notch2 表达介导 DEX 诱导的 PRV 激活。
  5. 姜黄素阻止 DEX 诱导的 PRV 激活:用不同浓度 Cur 处理 PC-12 细胞,发现 5 μM 和 10 μM Cur 对细胞无毒性。与 PRV + DEX 组相比,PRV + Cur5 + DEX 和 PRV + Cur10 + DEX 组细胞活力增加,MMP 水平下降,ROS 含量升高,病毒基因拷贝数降低,且 10 μM Cur 效果更明显。RT-qPCR 分析表明,Cur 调节 miR-155-5p 和 Aak1 mRNA 水平,暗示 miR-155-5p-Aak1 介导了 Cur 阻止 DEX 激活 PRV 的过程。
  6. miR-155-5p-Aak1-Numb/Notch2 通路介导 Cur 阻止 DEX 激活 PRV 的作用:在 PRV 感染的细胞中加入 miR-155-5p 抑制剂、Cur,再用 DEX 处理,检测相关蛋白水平。结果显示,与 PRV 组相比,PRV + DEX 组 Aak1 和 Notch2 蛋白水平升高,Numb 蛋白水平降低;与 PRV + DEX 组相比,PRV + Cur + DEX 组则相反。这表明 Cur 通过上调 miR-155-5p 水平,抑制 Aak1 表达,增加 Numb 和 Notch2 表达,阻止 DEX 激活 PRV,即 miR-155-5p-Aak1-Numb/Notch2 轴介导了这一过程。

综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它首次揭示了 Cur 通过 miR-155-5p-Aak1-Numb/Notch2 通路阻止 DEX 诱导的 PRV 激活,为理解糖皮质激素诱导 PRV 激活的机制提供了新视角,也为 Cur 在预防 PRV 激活方面的临床应用奠定了基础。不过,研究也存在一些局限性,比如 Numb 在 Cur 预防 DEX 激活 PRV 过程中对 Notch 的负调控作用还需进一步研究,DEX 处理后调节 miR-155-5p 表达的上游调控因子也有待探索,且研究结果还需在体内实验中进一步验证。但无论如何,这项研究为对抗伪狂犬病病毒提供了新的思路和潜在的治疗方法,有望在未来帮助养猪业减少因 PRV 感染带来的损失。

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