豬流行性腹瀉(PED)是由豬流行性腹瀉病毒(PEDV)引起的一種以急性水樣腹瀉、脫水、嘔吐為特征的腸道性疾病。該病在哺乳仔豬中呈高發(fā)病率和高死亡率,對(duì)全球養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。PEDV 屬于冠狀病毒科、冠狀病毒屬,是單股正鏈的RNA 病毒,基因組全長(zhǎng)約28 000 nt。PEDV的發(fā)生具有一定的季節(jié)性。2010 年冬季,PED 在中國(guó)暴發(fā)。隨后,2013 年春,美國(guó)首次報(bào)道PED。在溫帶地區(qū),PEDV 疫情經(jīng)常發(fā)生在早春和冬季,在11 月至3 月期間達(dá)到高峰。而寒冷環(huán)境或溫度波動(dòng)常引起仔豬冷應(yīng)激。鑒于此,外界溫度環(huán)境引起的仔豬冷應(yīng)激可能是PEDV 季節(jié)性發(fā)病的關(guān)鍵因素。熱休克蛋白(Hsps)是一種分子伴侶蛋白,最初在高溫培養(yǎng)果蠅時(shí)被發(fā)現(xiàn)。大量研究表明,機(jī)體暴露在較低的環(huán)境溫度下會(huì)上調(diào)熱休克蛋白70 ku(Hsp70)的表達(dá)。此外,Hsp70 已被證明與多種病毒感染有關(guān)。然而,Hsp70 的表達(dá)與PEDV 復(fù)制之間是否存在聯(lián)系目前尚未明確。因此,探討冷應(yīng)激狀態(tài)下Hsp70 表達(dá)與PEDV 復(fù)制的關(guān)系,可為解釋PED 的季節(jié)性流行提供重要理論依據(jù)。
近期發(fā)表于《Pathogens》的一篇研究論文系統(tǒng)闡述了冷暴露、Hsp70 表達(dá)和PEDV 復(fù)制的關(guān)系,并取得了重要進(jìn)展。作者首先根據(jù)預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指數(shù)(PMV)和生理等效溫度(PET),并結(jié)合東北寒冷地區(qū)的平均氣溫(-5 ℃~5 ℃),選擇4 ℃為冷暴露試驗(yàn)溫度。之后,在低溫環(huán)境下通過(guò)體內(nèi)和體外試驗(yàn),利用western blot 以及RT-qPCR 技術(shù),證明了低溫環(huán)境可以顯著上調(diào)仔豬十二指腸、空腸、回腸以及Vero E6 細(xì)胞中Hsp70 的表達(dá)。進(jìn)一步,在Vero E6 和IPEC-J2 細(xì)胞中,通過(guò)外源過(guò)表達(dá)和沉默技術(shù),證明了Hsp70 的表達(dá)水平與病毒mRNA 和蛋白水平變化呈正相關(guān)。此外,作者在PEDV 不同感染時(shí)期,通過(guò)加入Hsp70 抑制劑VER155008,驗(yàn)證了Hsp70 參與PEDV 復(fù)制的具體環(huán)節(jié)。結(jié)果表明,VER155008 對(duì)病毒的侵入和復(fù)制均有顯著的抑制作用。說(shuō)明Hsp70 的活性與PEDV 的侵入和復(fù)制有關(guān)。大量研究顯示,PEDV 的暴發(fā)呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性,在早春和冬季高發(fā)。同時(shí),Hsp70 是影響多種病毒感染的關(guān)鍵因子,如豬輪狀病毒、狂犬病病毒、寨卡病毒、乙型肝炎病毒等。研究結(jié)果表明,Hsp70參與病毒生命周期的不同階段,例如侵入和復(fù)制等,并且發(fā)現(xiàn)Hsp70 在PEDV mRNA 合成和蛋白質(zhì)表達(dá)中發(fā)揮正向調(diào)控的作用。綜上所述,當(dāng)仔豬暴露于較低的環(huán)境溫度時(shí),腸道中Hsp70 的上調(diào)表達(dá)對(duì)PEDV 復(fù)制的正向調(diào)控作用可能是導(dǎo)致PED 季節(jié)性流行的關(guān)鍵。該研究為PEDV 感染機(jī)制提供了新思路,并為抗病毒藥物開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)。同時(shí),提示我們合理調(diào)整仔豬生活的環(huán)境溫度,是防控PEDV 季節(jié)性暴發(fā)的關(guān)鍵措施。
中國(guó)預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào)2020年5期