摘要
猪德尔塔冠状病毒（Porcine deltacoronavirus，PDCoV）是近年新发现的一种猪肠致病性冠状病毒，感染主要造成新生仔猪的急性腹泻，严重危害全球养猪业的发展。PDCoV体内感染的主要部位是猪小肠，体外能感染包括人，猪和鸡等多种物种来源的细胞，具有潜在的跨种间传播能力，阐明决定其细胞和肠道组织嗜性的分子机制显得尤为重要。然而，由于缺乏能模拟体内肠上皮高度复杂的结构和功能的体外研究模型，PDCoV感染与宿主肠上皮相互作用的研究受到了限制。最近，一种在体外建立的肠类器官模型能概括体内肠上皮复杂的生理特性，为阐明PDCoV的致病机制提供了一个理想的体外研究模型。 首先，为探究PDCoV能否感染猪肠类器官，本研究在体外分离培养了隐窝干细胞来源的猪肠类器官。分别利用实时荧光定量PCR（qPCR），TCID50和间接免疫荧光（IFA）分析PDCoV在猪肠类器官中的感染情况，结果显示猪肠类器官对PDCoV易感，能够支持子代病毒粒子的释放（病毒效价可达105.33TCID50/mL）。为探索PDCoV感染肠上皮的靶细胞类型，通过IFA检测表明PDCoV能感染肠细胞，干细胞以及杯状细胞等多种功能性的肠道上皮细胞。其次，为探究猪肠类器官能否模拟PDCoV体内感染的肠道组织嗜性，分别通过qPCR，TCID50和IFA分析发现，PDCoV在空肠类器官中的复制水平明显高于十二指肠类器官和结肠类器官，与PDCoV体内感染结果相符。为进一步探究PDCoV肠道组织嗜性的分子机制，通过转录组测序（RNA-Seq）及qPCR分析发现不同肠段来源的肠类器官的转录谱呈肠段特异性的表达模式，PDCoV的肠道组织嗜性与细胞受体猪氨基肽酶N（pAPN）在不同肠段中的差异表达密切相关，而与冠状病毒感染相关的宿主蛋白酶和干扰素（IFN）受体的表达水平无明显关联。为进一步探究IFN免疫应答是否与PDCoV的肠道组织嗜性相关，我们研究发现PDCoV在空肠类器官中诱导抗病毒因子的表达水平显著高于十二指肠类器官和结肠类器官，与PDCoV在肠类器官中的复制水平一致，表明IFN免疫应答与PDCoV的肠道组织嗜性不相关。此外，我们监测了PDCoV感染肠类器官后IFN的表达，结果显示在PDCoV感染晚期显著诱导Ⅰ型和Ⅲ型IFNs产生，而通过外源IFN-λ1处理能显著抑制PDCoV在肠类器官中的复制，这进一步排除了IFN免疫应答与PDCoV的肠道组织嗜性无关是由于病毒对IFN耐受导致的。 综上所述，本研究揭示了PDCoV肠道组织嗜性的分子机制，为阐明PDCoV的致病机制提供了新的见解。同时，本研究结果表明猪肠类器官可作为研究猪肠道冠状病毒致病机制的良好体外研究模型，这为深入探究肠道病毒的分子生物学特性奠定了基础。
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