BoAHV-1和BoAHV-5以不同的方式调节神经细胞中的TLR3信号通路和I型干扰素（IFN）的产生

《Veterinary Immunology and Immunopathology》：BoAHV-1 and ?5 differentially modulate TLR3 signaling and type I IFN in neural cells

本研究探讨牛α疱疹病毒1和5（BoAHV-1/5）通过调节TLR3信号通路和I型干扰素响应影响神经细胞免疫机制。结果显示，BoAHV-1引发延迟的持续IRF-3和IFN-β上调，而BoAHV-5激活快速强烈的先天性免疫应答，可能涉及RIG-I/MDA5受体，并持续高IFN-β水平。两者不同的免疫调控策略揭示了其神经致病潜力差异的机制。

　　

Juan José Rosales|María Belén Brunner|Milagros Junco|Lucía Martínez Cuesta|Maia Marin|Sandra Pérez

阿根廷布宜诺斯艾利斯坦迪尔大学兽医研究中心（CIVETAN）病毒学实验室，UNCPBA-CICPBA-CONICET，坦迪尔校区

摘要

牛α水痘病毒（BoAHV）-1和-5（以前称为牛α疱疹病毒1和5）是亲神经性的病毒，具有不同的神经致病潜力。在这项研究中，我们探讨了BoAHV-1和BoAHV-5如何调节神经细胞中的Toll样受体3（TLR3）信号通路和I型干扰素（IFN）反应。用TLR3激动剂聚肌苷酸：聚胞苷酸（poly I:C）刺激神经细胞时，在早期阶段主要诱导了TRIF、IRF-3、NF-κB和IFN-α的短暂上调。BoAHV-1感染则引发了IRF-3和IFN-β的延迟但持续的上调，同时TRIF的表达逐渐增加，随后在后期阶段下调。相比之下，BoAHV-5感染迅速且强烈地激活了先天免疫反应，表现为IRF-3、NF-κB和IFN-α的强烈转录。此外，BoAHV-5在整个感染过程中持续维持高水平的IFN-β，表明可能激活了替代的抗病毒通路，如RIG-I/MDA-5受体。这些发现突显了BoAHV-1和BoAHV-5在神经细胞中采用的不同免疫调节策略。BoAHV-1感染的特点是抗病毒反应延迟，而BoAHV-5则引发强烈但短暂的免疫反应。BoAHV-5抑制TLR3信号通路，并可能激活替代通路，如RIG-I/MDA5信号通路。总体而言，这项研究为了解BoAHV对先天免疫的调控及其在神经病理中的作用提供了新的见解。

引言

牛α水痘病毒（BoAHV）-1和-5（以前称为牛α疱疹病毒1和5）属于Orthoherpesviridae家族的亲神经性疱疹病毒。这些病毒在生物学特性上有很多共同点，在遗传和抗原水平上密切相关。α疱疹病毒的感染周期包括三个阶段：初次急性感染、潜伏期和再激活。急性感染后，病毒基因组以表观基因组的形式存在于神经元中，主要是在三叉神经节中。应激条件可以诱导潜伏感染神经元中的病毒再激活，导致病毒复制和排泄（Rock等人，1992年）。

BoAHV-5主要导致犊牛发生坏死性脑膜脑炎，而BoAHV-1则更常见于呼吸道疾病、生殖系统疾病和流产病例中（Tikoo等人，1995年）。然而，它也可能与牛脑炎相关（Rissi等人，2008年）。近年来，已经确定了这些病毒不同神经致病潜力的几个因素，其中先天免疫反应的调节起着关键作用（Marin等人，2014年；Rensetti等人，2016年；Rosales等人，2025a年）。

先天免疫系统对入侵的微生物提供早期和非特异性的反应。Toll样受体（TLRs）是一类I型跨膜糖蛋白，由细胞外的亮氨酸富集重复序列（LRR）基序和细胞质中的Toll/IL-1受体（TIR）同源结构域组成，介导下游信号传导（Akira等人，2006年）。细胞内的TLRs主要位于内体区室中，能够识别来自病原体的核酸。特别是TLR3可以识别病毒的双链RNA（dsRNA）、来自受损细胞的内源性dsRNA（DAMPs）以及合成的dsRNA——聚肌苷酸–聚胞苷酸（poly I:C）（Alexopoulou等人，2001年；Kawasaki和Kawai，2014年）。多项体外研究表明，poly I:C通过诱导干扰素（IFN）-β来引发抗病毒反应（Yamamoto等人，2003年；Li等人，2012年）。

我们之前的研究表明，在BoAHV-1实验性感染的牛脑中，TLR3在急性感染期间显著上调（Marin等人，2014年；Rensetti等人，2016年）。相反，在BoAHV-5急性感染期间以及BoAHV-1和BoAHV-5的再激活阶段，TLR3则下调（Rensetti等人，2016年），这表明TLR3根据病毒类型和感染阶段发挥不同的作用。

与其他通过MyD88介导信号的TLRs不同，TLR3专门招募IFN-β诱导的适配分子（TRIF），最终激活转录因子NF-κB（Fitzgerald等人，2003年；Kawai和Akira，2010年）和干扰素调节因子（IRF）-3，从而驱动I型IFN基因的转录（Duan等人，2022年）。TLR3信号在病毒感染中的作用仍有争议，因为已有报道指出它对宿主既有保护作用也有有害作用（Wang等人，2004年；Goffic等人，2006年；Daffis等人，2008年）。TLR3在大脑（Marin等人，2014年；Rensetti等人，2016年）和周围神经（Goethals等人，2010年）中的表达表明，它在控制病毒在神经系统中的传播中起着关键作用。值得注意的是，在单纯疱疹病毒-1（HSV-1）感染中，TLR3或其相关信号分子的突变与HSV-1诱导的脑炎发展有关。在乙型肝炎病毒（HBV）感染中，TLR3表达降低与免疫反应减弱相关，导致病毒持续存在（Karimi-Googheri和Arababadi，2014年）；Huo等人（2018年）报告称，高致病性H5N1流感病毒的感染激活了TLR3，引发了严重的炎症反应。

在这项研究中，我们评估了BoAHV-1和BoAHV-5如何调节神经细胞中TLR3下游的信号分子，并研究了这种调节对其神经病理的影响。

章节片段

细胞

本研究中使用了未分化的人类神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y，ATCC? CRL-2266?）。SH-SY5Y细胞易被BoAHV-1（Thunuguntla等人，2017年；Rosales等人，2020年）和BoAHV-5（Rosales等人，2020年）感染。SH-SY5Y细胞在Dulbecco最低必需培养基/营养混合物F12（DMEM/F12，1:1；Thermofisher Scientific，阿根廷）中培养，添加了10%的胎牛血清（FBS，Natocor，阿根廷）、青霉素（10,000 U）和链霉素（10 mg/l）等成分。

BoAHV在神经细胞感染后期下调TRIF mRNA水平

最初，poly I:C刺激对神经细胞中的TRIF表达没有显著影响（P ≤ 0.05）（图1A）。相反，病毒感染导致TRIF表达增加，但只有BoAHV-1引起了统计学上的显著上升（图1A）。然而，在后期阶段，poly I:C显著诱导了TRIF mRNA的表达，而病毒感染则导致其下调（P ≤ 0.05）（图1B）

BoAHV感染在神经细胞中诱导持续的IRF-3表达

poly I:C刺激诱导了持续的IRF-3 mRNA高水平

讨论

内体TLRs主要识别来自细菌或病毒的微生物核酸，从而触发I型IFN的产生和炎症反应。在这些受体中，TLR3的独特之处在于它通过适配蛋白TRIF而不是MyD88来启动下游信号传导（Fitzgerald等人，2003年）。TLR3-TRIF信号通路激活多种转录因子，包括IRF-3、NF-κB和激活蛋白-1（AP-1）（O'Neill和Bowie，2007年）。

CRediT作者贡献声明

Sandra Pérez：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，方法学，研究，资金获取，概念构思。Lucía Martínez Cuesta：撰写——审稿与编辑，方法学，正式分析。Maia Marin：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，方法学，研究，概念构思。María Belén Brunner：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，方法学，研究，正式分析。Milagros Junco：撰写——审稿与编辑，

资助

本研究得到了阿根廷国家科学技术促进局的支持（项目编号：PICT2019–2019–00436）。

利益冲突声明

本研究的作者与任何可能不恰当地影响或偏倚论文内容的人或组织均无财务或个人关系。