RNAm6A修饰与猪繁殖与呼吸综合征病毒感染的动态关联研究

《Veterinary Research》：Dynamic interplay between RNA N6-methyladenosine modification and porcine reproductive and respiratory syndrome virus infection

为探究猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）感染机制，研究人员开展 RNAm6A修饰研究，发现二者关联，为防治提供新方向。

　　猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus，PRRSV）如同猪群健康的 “噩梦”，在全球范围内肆虐，给养猪业带来了沉重的打击，造成巨大的经济损失。自上世纪 80 年代末在美国和欧洲现身以来，它不断 “进化”，2006 年中国出现的高致病性变异株（HPPRRSV），让疫情雪上加霜，发病率和死亡率急剧攀升。2013 年，NADC30-like 毒株又在中国登场，养猪业可谓 “苦 PRRSV 久矣”。

长久以来，科学家们都在努力揭开 PRRSV 感染的神秘面纱，试图找到有效的防控策略，但始终未能完全攻克。而 RNA 的 N⁶- 甲基腺苷（m⁶A）修饰在病毒与宿主细胞的复杂互动中扮演着重要角色，引起了科研人员的关注。此前虽有研究暗示 m⁶A 修饰对 PRRSV 感染和宿主抗病毒免疫调节至关重要，可具体的功能却未得到验证，相关调控网络也不清晰。在这样的背景下，河北大学、河北农业大学等多机构的研究人员决定深入探索，希望能找到新的突破点，为猪群健康 “保驾护航”。最终，他们的研究成果发表在了《Veterinary Research》上。

研究人员为了深入了解 RNA m⁶A 修饰与 PRRSV 感染之间的关系，运用了多种关键技术方法。通过 m⁶A RNA 免疫沉淀测序（m⁶A-seq）技术，来确定 PRRSV 基因组 RNA 上 m⁶A 修饰的位点以及宿主细胞转录组的 m⁶A 修饰景观变化。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测病毒 RNA 样本中 m⁶A 修饰的水平。借助间接免疫荧光测定（IFA）技术，检测病毒蛋白的表达情况。利用基因簇分析以及京都基因与基因组百科全书（KEGG）和基因本体论（GO）数据库分析，来探究差异 m⁶A 修饰基因参与的信号通路。

下面来看看具体的研究结果：

1. 绘制 PRRSV 基因组 RNA 上的 m⁶A 峰：研究人员选用高致病性的 HuN4 株和大流行的 NADC - 30 类似株（如 HeN - L1 株）进行研究。首先用 ELISA 法检测发现，PRRSV 感染的猪肺泡巨噬细胞（PAMs）中，病毒 RNA 的 m⁶A 修饰比例约为 0.6 - 0.8%，是总细胞 RNA 的两倍。进一步通过 m⁶A - seq 分析，在病毒基因组中发现了 7 个 m⁶A 富集区域，其中 Nsp2 编码区的 m⁶A 峰最高，长度约 178nt。
2. m⁶A 修饰水平与 PRRSV 复制呈正相关：由于 PRRSV 基因组不编码介导 m⁶A 修饰的激酶，研究人员通过干扰内源性 m⁶A 相关酶的表达进行研究。用 3 - 脱氮腺苷（3 - DAA）抑制腺苷甲基化后，PRRSV 的滴度显著降低。过表达 m⁶A 的 “书写者”（如 METTL14、METTL3）会增加病毒滴度，而过表达 “擦除者”（如 ALKBH5、FTO）则降低病毒滴度，这表明 m⁶A 修饰可能正向调节 PRRSV 复制。
3. PRRSV 感染改变转录组的 m⁶A 景观：利用 m⁶A - seq 分析感染 PRRSV 后 PAM 细胞转录组的 m⁶A 修饰水平变化，发现 4677 个转录本中有约 27329 个 m⁶A 峰在感染细胞和未感染细胞间存在显著差异。基因簇分析和 KEGG、GO 分析显示，差异 m⁶A 修饰基因涉及多个信号通路，如 MAPK、PI3K - AKT 等，还发现了一些与病毒感染相关的潜在 miRNA。
4. m⁶A 修饰在 PRRSV 感染过程中调节 p38/MAPK 信号通路：p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38/MAPK）信号通路在细胞应对病毒感染等应激反应中至关重要。研究发现，PRRSV 感染时，p38/MAPK 信号通路相关转录本存在显著的 m⁶A 富集，其中 MAPK14 基因的 m⁶A 修饰水平变化明显。感染早期，MAPK14 mRNA 水平下降，且其稳定性降低，这初步表明 m⁶A 修饰可能通过影响 MAPK14 mRNA 的稳定性来调节其表达。

在研究结论与讨论部分，此次研究意义重大。一方面，发现的 7 个 m⁶A 富集区域，尤其是 Nsp2 编码区的高 m⁶A 峰，表明 m⁶A 修饰可能参与调节 PRRSV 基因组 RNA 的合成和免疫逃逸，是 PRRSV 进化的一种策略。另一方面，证实了 m⁶A 修饰与 PRRSV 复制的正相关关系，这为开发针对 PRRSV 感染的新型抗病毒疗法提供了潜在靶点，如使用 3 - DAA 等甲基化抑制剂。此外，p38/MAPK 信号通路被确定为 m⁶A 修饰调节 PRRSV - 宿主细胞相互作用的初步靶点，但还需要进一步的功能验证实验，探究其双重作用机制。同时，其他宿主基因如 TRIM29 也可能参与 m⁶A 调控，未来研究可关注其在 PRRSV 感染中的作用。

总的来说，这项研究为深入理解 PRRSV 感染的表观遗传机制提供了新视角，为开发抗 PRRSV 的治疗方法奠定了基础，有望在未来助力养猪业摆脱 PRRSV 的威胁，保障猪群健康和养猪业的可持续发展。