猪繁殖与呼吸综合症病毒与血红素加氧酶-1的研究进展

成 豫，杨文霞，汪珏楚

(西北农林科技大学动物医学院，陕西 杨凌 712100)

1 PRRSV

1.1 PRRSV简介

PRRSV属于动脉炎病毒科，动脉炎病毒属 (Arterivirus)，套式病毒目(Nidoviruses)。PRRSV具有十分严格的细胞嗜性。它能感染猪睾丸生殖细胞，猪肺泡巨噬细胞和非洲绿猴肾细胞 MA-104以及其衍化获得的细胞株 Marc-145和CL-2621。PRRSV基因组为不分节段的单股正链RNA。

1.2 PRRSV 对宿主的作用

PRRSV 感染宿主后会编码结构蛋白和非结构蛋白，其中PRRSV 感染以及入侵细胞主要通过结构蛋白进行，结构蛋白会诱导宿主产生免疫反应，但也有某些特殊蛋白会促进PRRSV感染[1]。非结构蛋白则参与PRRSV基因组的转录和复制，同时发挥免疫抑制功能，减弱宿主细胞的免疫反应，进而产生免疫逃避而促进自身的感染[2]。PRRSV巨噬细胞感染的第一步是病毒对硫酸乙酰肝素的低亲和力附着，由M-GP5复合物介导。感染并非绝对需要此步骤，但该步骤可以将病毒集中在细胞表面上，以便随后与更高亲和力的受体结合，如巨噬细胞特异性唾液酸结合蛋白(凝集素)唾液酸粘附素(Siglec-1)。最终的脱壳和释放步骤取决于清除剂受体CD163。该蛋白在多种细胞类型中的表达使细胞易受PRRSV感染。转染细胞的免疫沉淀研究表明，CD163与GP2和GP4相互作用。

2 HO-1

2.1 HO-1概述

血红素加氧酶(heme oxygenase，HO)是一种普遍表达，参与血红素分解代谢过程的酶，迄今为止发现血红素有3种同工酶HO-1、HO-2、HO-3，分别为不同的基因所编码。HO-1为氧应激诱导型，HO-2、HO-3为结构型。

2.2 HO-1的作用

2.2.1 HO-1的保护与抗凋亡作用

HO-1及其催化血红素分解的产物均具有抗氧化作用。HO-1可以通过消耗氧分子减少氧化应激时氧自由基的产生间接地提供细胞环境保护的重要作用。研究发现HO-1源性CO可以增加有丝分裂原激活的蛋白激酶的活性，发挥细胞保护。CO还可以调节机体免疫反应并遏制细胞凋亡。胆绿素及其还原产物胆红素能有效清除ROS，抑制脂质过氧化。胆红素还可以阻断蛋白激酶C和NADPH氧化酶的活性从而减弱氧化应激，减少细胞凋亡。

2.2.2 HO-1的抗病毒作用

体外实验证明，血红素加氧酶-1，其氧化产物以及血红素加氧酶系统的相关化合物能够抑制流感病毒，牛病毒性腹泻病毒，人类免疫缺陷病毒和乙型肝炎病毒等病毒的复制，充分说明了HO-1具有抗病毒作用，但具体机制仍有待逐步考证。

3 PRRSV与HO-1

研究发现，无论应用HO-1的诱导剂Hemin 还是钴原卟啉(CoPP)诱导 HO-1 表达，或通过腺病毒载体介导的特异性过表达HO-1，均能显著抑制 PRRSV 在细胞中的感染和复制；当用针对HO-1的特异性siRNA 敲低细胞中 HO-1 基础表达水平时，则发现PRRSV 的感染与复制被促进了。研究结果表明，HO-1具有抗PRRSV感染的功能。而PRRSV感染时则会下调HO-1的表达。HO-1主要通过其下游代谢产物胆绿素和一氧化碳(CO)发挥抗PRRSV感染作用，而铁离子不参与此过程。由代谢产物胆红素介导，胆绿素通过NO依赖的cGMP/PKG信号通路发挥抗PRRSV感染作用。研究表明，CO抑制PRRSV的细胞间扩散，但不会影响PRRSV进入宿主细胞。CO通过激活细胞的cGMP/PKG信号通路并抑制PRRSV复制所必需的NF-κB信号通路发挥抗PRRSV感染作用[3]。

4 结语

猪繁殖与呼吸综合症是一种具有高度传染性的疾病，可导致母猪繁殖障碍、仔猪呼吸障碍和高死亡率，严重影响全球养猪业的健康发展。并且由于猪繁殖与呼吸疾病病毒具有不断适应和进化的内在能力，无法通过疫苗接种或其他策略消除猪群感染，所以寻找新的治疗靶点势在必行[4]。而HO-1的抗病毒作用为猪繁殖与呼吸综合症及其他病毒病的防控提供了新希望。此外虽然关于PRRSV蛋白功能、血清学、病原学等方面的研究收获颇丰，但关于病毒如何逃避或干扰宿主免疫系统的机制尚不完全清楚，因此关于HO-1与PRRSV相互作用的分子机制的研究为PRRSV的防治提供了新思路。