蓝舌病病毒感染绵羊胚胎睾丸细胞转录组测序数据的基因集富集分析及验证

来源：中国畜牧兽医杂志2025年第9期北京时间：

作者：鲁丹枫, 李占鸿, 张振兴, 朱沛, 李卓然

单位：1. 昆明学院医学院, 昆明 650214;2. 云南省畜牧兽医科学院, 云南省热带亚热带动物病毒病重点实验室, 昆明 650224;3. 云南省畜牧兽医科学院, 农业农村部跨境动物疫病防控重点实验室(部省共建), 昆明 650224

摘要：【目的】 从促炎细胞因子和细胞凋亡涉及的生物过程和信号通路角度,探讨在蓝舌病病毒(Bluetongue virus，BTV)感染进程中将促炎细胞因子-炎症反应-凋亡三者串联起来的关键宿主细胞因子或蛋白，以期获得BTV致病机制相关宿主因子或蛋白线索。【方法】 对BTV-1血清型毒株Y863感染的绵羊胚胎睾丸细胞(OA3.Ts)总RNA进行转录组测序(RNA-Seq)；利用R package edgeR(v 3.14.0)包统计差异表达基因，对差异表达基因进行基因集富集分析(GSEA)，获得其在基因集C2：curated gene sets下的KEGG基因子集，基因集C5:GO下的生物过程、细胞组分和分子功能基因子集，以及基因集Hallmark下的基因富集图谱；利用实时荧光定量RT-PCR、ELISA和Western blotting对关键生物过程或通路的10个领头亚集(LS)基因的表达进行验证；并通过Annexin V-FITC/碘化丙啶(PI)染色法检测被感染细胞的凋亡水平。【结果】 GSEA结果表明，差异表达基因分别显著富集在基因集C2：curated gene sets的KEGG基因子集下的凋亡通路，基因集C5：GO的生物过程基因子集下的对肿瘤坏死因子(TNF)的反应、对白细胞介素1(IL-1)的反应、细胞对IL-1的反应、对γ-干扰素(IFN-γ)的反应、细胞对IFN-γ的反应和IL-12 产生等条目，以及基因集Hallmark下的炎症反应通路。实时荧光定量RT-PCR结果显示，GSEA结果中关键促炎细胞因子和蛋白中的IL-1α、IL-6、C-X-C趋化因子8(CXCL8)、半胱天冬酶7(CASP7)、CASP8、TNF受体超家族成员5(CD40)和核苷酸结合寡聚化结构域样受体热蛋白结构域亚家族成员3(NLRP3)的转录水平显著上调，log2差异倍数(FoldChange,FC)值分别为0.34、1.03、7.42、3.98、3.61、1.00和1.74。ELISA和Western blotting结果显示，与对照组相比，感染组CXCL8、CD40、CASP7和CASP8表达水平显著或极显著上升(P＜0.05；P＜0.01)。Annexin V-FITC/PI染色结果表明，凋亡的OA3.Ts细胞由对照组的1.89%上升至感染组的12.78%。【结论】 本研究分析预测高表达的CD40和CXCL8是串联促炎细胞因子-炎症反应-凋亡三者的关键因素，对BTV感染导致的多组织出血、水肿、弥散性血管内凝血和组织坏死等临床症状及雄性绵羊睾丸退化和无精子症具有重要潜在贡献。

关键词：蓝舌病病毒(BTV);转录组测序;基因集富集分析;CD40;CXCL8

基金资助：云南省万人计划青年拔尖人才专项(YNWR-QNBJ-2020-211)；国家自然科学基金(32360883、32460889)；云南省热带亚热带动物病毒病重点实验室开放课题(2024RW002)