通过对PRV（猪细小病毒）引起的神经病理学变化和血脑屏障破坏的比较分析，发现C57BL/6小鼠模型是最易受影响的模型

《Veterinary Microbiology》：Comparative analysis of PRV-induced neuropathology and blood–brain barrier disruption identifies C57BL/6 as the most susceptible mouse model

PRV感染KM、BALB/c、C57BL/6小鼠模型的致病性差异及血脑屏障破坏机制分析。

　　

徐桐|李汉宇|刘宝玲|赵磊|戴阳明|吴欣|赖思远|黄建波|朱玲|徐志文

四川农业大学兽医学院，中国成都611130

摘要

伪狂犬病病毒（PRV）是一种新兴的人畜共患α疱疹病毒，可在非自然宿主体内引起严重的中枢神经系统（CNS）损伤。尽管小鼠被广泛用于PRV神经病理学研究，但不同毒株之间的差异尚未得到充分表征。在本研究中，我们在三种常用的小鼠品系（KM、BALB/c和C57BL/6）中建立了鼻内和肌肉注射的PRV感染模型，并在感染早期固定时间点以及濒死阶段进行了比较评估。鼻内感染后，C57BL/6品系的小鼠表现出最高的绝对LD₅₀值。相应地，C57BL/6品系的小鼠最早出现神经症状，存活率下降最快，且神经缺陷评分显著高于KM和BALB/c品系的小鼠。在感染早期和濒死阶段进行的病毒载量检测显示，C57BL/6品系小鼠大脑中的PRV复制更为活跃，伴随更严重的组织病理学病变。此外，C57BL/6品系小鼠的伊文斯蓝（Evans blue）渗出更为明显，紧密连接蛋白ZO-1和occludin的表达下调更为显著，表明血脑屏障（BBB）的破坏更为严重。总体而言，鼻内接种比肌肉注射诱导更强的CNS病理变化和BBB损伤。这些发现表明，C57BL/6品系的小鼠对PRV的敏感性最高，在感染早期和晚期都表现出更严重的神经病理学和BBB损伤。这些结果为选择适当的PRV诱导CNS损伤研究小鼠模型提供了重要指导。

引言

伪狂犬病（PR）是由伪狂犬病病毒（PRV）引起的急性且高度传染性的猪疾病，在全球许多地区呈地方性流行，对养猪业构成重大威胁（Müller等人，2011年）。除了其兽医重要性外，PRV还是α疱疹病毒研究的经典模型，已被广泛用于阐明疱疹病毒的分子生物学和发病机制（Hu等人，2022年）。猪是PRV的自然宿主，其临床表现具有年龄依赖性，死亡率通常较高（An等人，2013年）。新生仔猪常出现腹泻、发热和神经症状；断奶仔猪表现为呕吐、腹部膨胀和神经症状；而生长阶段的猪则通常表现出发热、咳嗽和呼吸道疾病（Ren等人，2023年）。最近的研究表明，不同的PRV毒株或重组构建体在免疫原性和先天免疫激活方面存在显著差异，尤其是在刺激树突状细胞成熟和抗病毒细胞因子反应方面（Yao等人，2021a）。这些毒株依赖性的免疫特性可能严重影响疾病的严重程度和宿主反应。除了猪之外，PRV还可以感染多种其他物种，包括反刍动物、食肉动物和啮齿动物（Bo和Li，2022年；Zheng等人，2022年）。在这些非猪宿主体内，PRV感染常引发无法控制的炎症反应，导致致命性脑炎（Bo和Li，2022年；Zheng等人，2022年）。值得注意的是，近年来报告了20多例人类PRV感染病例，所有病例都与与猪有密切接触有关，这表明猪可能是人畜共患传播的来源（Liu等人，2021年；Ou等人，2020年）。人类感染最初表现为上呼吸道症状和发热，在重症情况下可发展为严重的脑膜脑炎（Liu等人，2021年；Ou等人，2020年）。总体而言，这些发现凸显了PRV作为一种新兴的人畜共患病原体的重要性，对动物健康和公共卫生都有重要影响（Liu等人，2021年；Ou等人，2020年）。

血脑屏障（BBB）是一种高度特化的生理屏障，在调节血液与中枢神经系统（CNS）之间的分子交换方面起着关键作用，从而维持大脑微环境的稳态并支持神经元功能（Alluri等人，2018年；Alluri等人，2015年）。从结构上看，BBB主要由脑微血管内皮细胞（BMECs）组成，这些细胞通过连续的基底膜连接在一起，并与周细胞和星形胶质细胞足突紧密相关。BBB的标志性特征是相邻内皮细胞之间存在紧密连接（TJs），它们限制了细胞旁扩散并控制BBB的通透性（Alluri等人，2018年；Chagnot和Montagne，2025年；Radu和Chernoff，2013年）。紧密连接蛋白（TJPs）是膜整合蛋白，包括claudins、occludin和连接粘附分子（JAMs），构成了TJs的结构基础（Radu和Chernoff，2013年；Yuan，2002年）。这些跨膜成分通过细胞质支架蛋白锚定在肌动蛋白细胞骨架上，其中zonula occludens-1（ZO-1）在维持BBB完整性和调节其动态通透性方面起着核心作用。

嗜神经病毒通常采用多种策略进入CNS，其中最常见的方法之一是破坏BBB。星形胶质细胞是神经血管单元的关键细胞成分，在生理和病理条件下都积极参与BBB的信号调节（Michinaga和Koyama，2019年）。然而，一些嗜神经病毒可以通过干扰宿主信号通路和破坏屏障完整性来突破BBB，从而促进病毒进入CNS。参与调节病毒神经侵袭的分子因素包括粘附分子（如血小板内皮细胞粘附分子PECAM、CD99、血管内皮钙粘附蛋白VE-cadherin和连接粘附分子JAM-A、JAM-B和JAM-C），以及趋化因子（CXC、CC和CX3C家族）和基质金属蛋白酶（MMPs），特别是MMP-2和MMP-9，它们可以降解基底膜和紧密连接复合体的成分（Zou等人，2022年）。

小鼠是研究PRV诱导的神经症状最常用和最经典的动物模型（Xu等人，2024年；Yao等人，2022年；Zhang等人，2025年）。然而，不同实验室使用不同的小鼠品系，目前尚无关于哪种品系最适合PRV神经病理学研究的参考标准或共识。因此，有必要评估不同品系在PRV诱导的脑损伤和BBB破坏方面的差异，为未来PRV研究选择合适的小鼠模型提供合理依据。目前，大多数PRV相关研究依赖于KM、BALB/c和C57BL/6小鼠，这些品系也是最常用的商业品系（Xu等人，2024年；Yao等人，2022年；Zhang等人，2025年）。由于这些品系具有独特的遗传背景、免疫特性和实验可行性，它们被广泛用于病毒感染和神经炎症研究。KM小鼠是一种杂交品系，在中国广泛使用，具有高度的遗传异质性、强的适应性和成本效益，适合进行一般的致病性和毒性研究（Yu等人，2017年）。BALB/c小鼠是一种近交品系，具有Th2偏好的免疫反应和对病毒感染的适度敏感性，适用于评估宿主免疫调节和炎症结果（Yu等人，2017年）。C57BL/6小鼠是另一种近交品系，表现出Th1主导的免疫特征，对嗜神经病毒感染具有高度敏感性，同时也是许多转基因和敲除模型的遗传背景（Yu等人，2017年）。研究这三种小鼠品系对PRV诱导的脑损伤的差异敏感性，为未来PRV研究选择最合适的小鼠模型提供了有价值的指导。

在本研究中，我们建立了小鼠的鼻内PRV感染模型，以比较三种常用实验室品系（昆明KM、BALB/c和C57BL/6 J）中PRV诱导的神经病理学程度。首先，使用相同的病毒株确定了每种品系的中位致死剂量（LD₅₀），以评估它们的基础敏感性。在标准化病毒感染后，持续监测存活率、体重变化和临床神经症状。为了评估BBB的破坏情况，我们采用了多种互补方法，包括伊文斯蓝渗出、紧密连接蛋白的免疫荧光染色和Western blot分析。采样在感染濒死阶段和感染后24小时的固定时间点进行，以区分由疾病阶段引起的效应与由品系差异引起的效应。此外，我们比较了鼻内和肌肉注射，以确定哪种途径导致更严重的CNS损伤。总体而言，我们发现C57BL/6 J小鼠在这三种品系中最为敏感，且鼻内感染始终比肌肉注射引起更明显的神经病理学损伤。这些发现为未来研究PRV诱导的脑损伤选择合适的小鼠品系和感染途径提供了有用的指导。

章节片段

病毒和细胞

PRV-XJ株（GenBank登录号MW893682.1）最初是从中国四川省一个接种了PRV疫苗的养猪场的死亡仔猪的大脑组织中分离出来的，并保存在四川农业大学兽医学院的病毒库中（成都，中国）。所有实验都使用同一份冷冻的PRV-XJ样本解冻后分装，并储存在-80 °C下，以确保实验结果的一致性。

无特定病原体的KM、BALB/c和

小鼠感染模型的LD₅₀

将PRV XJ株稀释十倍后，通过鼻内途径给予三种小鼠品系。每个品系建立七个实验组和一个对照组。感染后连续14天监测死亡率，结果总结在表1中。在C57BL/6小鼠中，I–IV组的所有动物都在14天内死亡（表1）。V组和VI组仅观察到部分死亡，VII组没有死亡（表1）。

讨论

PRV是一种嗜神经α疱疹病毒，能够在非猪宿主体内（包括啮齿动物和人类）引起严重的、通常是致命的脑炎（Bo和Li，2022年；Yu等人，2014年）。鉴于人们对PRV人畜共患传播的关注日益增加，以及需要可靠的小动物模型来研究其神经病理学，我们系统地评估了三种常用实验室小鼠品系中PRV诱导的CNS损伤和BBB破坏情况。

在本研究中，我们系统地比较了

作者贡献

Z-WX和LZ（朱玲）负责项目管理和资金筹集。TX负责概念设计、方法学、研究、数据分析、初稿撰写和可视化。H-YL、B-LL和LZ（赵磊）负责方法学。Y-MD和XW负责写作、审稿和编辑。J-BH和S-YL负责验证和监督。

CRediT作者贡献声明

徐桐：初稿撰写、可视化、方法学、数据分析、概念设计。朱玲：项目管理和资金筹集。徐志文：项目管理和资金筹集。黄建波：验证和监督。吴欣：写作、审稿和编辑。赖思远：验证和监督。赵磊：方法学。戴阳明：写作、审稿和编辑。李汉宇：方法学。刘宝玲：方法学。

伦理声明

本研究遵循当地法规和四川省实验动物管理规定进行。所有动物实验或采样均获得了四川省实验动物管理委员会和四川农业大学伦理委员会的批准（许可证编号：20220147），并符合四川省实验动物管理和实验动物管理措施的规定。

资助

本工作得到了四川省重大科技项目（项目编号：2021ZDZX0010–3）、国家重点研发计划（项目编号：2024YFD1800500；2024YFD1800102）、四川省科技计划项目（重点研发项目）（项目编号：2023YFN0021；2022YFN0007）以及国家生猪技术创新中心（项目编号：NCTIP-MY23006）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。