近日，華南農(nóng)業(yè)大學海洋學院秦啟偉教授團隊利用單細胞測序技術(shù)等手段破譯了RGNNV感染石斑魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細胞類型，揭示了病毒感染導致宿主細胞死亡機制。研究成果發(fā)表在國際病原學權(quán)威學術(shù)期刊《PloS Pathogens》，題目為“Single-cell RNA-seq landscape midbrain cell responses to red spotted grouper nervous necrosis virus infection”。（論文在線網(wǎng)址：https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009665）。該論文解析了石斑魚中腦神經(jīng)細胞的類型，深入了解了神經(jīng)壞死病毒攻擊的細胞類型，致病機制和宿主抵抗病毒的方式，導致神經(jīng)細胞死亡的可能途徑，為進一步研究病毒如何感染硬骨魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供了基礎。
神經(jīng)壞死病毒（Nervous Necrosis Virus，NNV） 是最嚴重的海洋魚類病毒性病原之一，在全球范圍內(nèi)可感染導致超過50種海水魚類死亡，尤其對仔魚和幼魚危害很大，感染后一周內(nèi)死亡率可達100%。NNV是一種正鏈RNA病毒，屬于野田村病毒科，NNV可分為四種基因型： 分別為擬鲹NNV（SJNNV）、紅鰭東方鲀NNV（TPNNV）、條斑星鰈NNV （BFNNV）和赤點石斑魚NNV（RGNNV）。NNV已成為世界范圍內(nèi)養(yǎng)殖魚類最重要的威脅之一，且近年受感染的魚類種類和受危害程度迅速增加，研究其致病機理和宿主的抵抗機制意義重大。NNV主要感染魚類中樞神經(jīng)系統(tǒng)和視網(wǎng)膜神經(jīng)系統(tǒng)，而中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞組成復雜且功能多樣性，因此很難識別病毒靶向感染攻擊的特定類型細胞。
以石斑魚為研究對象，通過原位雜交示蹤發(fā)現(xiàn)RGNNV主要感染石斑魚的中腦部位。對感染魚和未感染魚的中腦進行單細胞測序，鑒定出35種不同細胞亞型，包括28種神經(jīng)元細胞和7種非神經(jīng)元細胞類型。針對不同亞群細胞，通過雙色熒光原位雜交發(fā)現(xiàn)RGNNV攻擊的細胞類型為GLU1和GLU3神經(jīng)細胞， 進一步對這兩類細胞進行差異分析，發(fā)現(xiàn)與膜形成、裂解和轉(zhuǎn)移的通路在感染組中顯著富集，同時，胞質(zhì)液泡形成和凋亡相關基因在這兩類細胞中顯著高表達，這可能是導致細胞死亡的原因。此外，針對非神經(jīng)元細胞中的免疫細胞分析發(fā)現(xiàn)病毒感染后，石斑魚腦中巨噬細胞數(shù)目顯著增多，進一步分析發(fā)現(xiàn)，病毒感染后在中腦組織小神經(jīng)膠質(zhì)細胞向M1型巨噬細胞轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生炎癥細胞因子，以減少病毒對神經(jīng)組織的損傷。
海洋學院青年教師王慶為論文的第一作者，趙會宏副教授和秦啟偉教授為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金項目 （U20A20102、31930115，41806151，31972768），以及廣州市科技計劃項目 （202002030206）的資助。（文圖/海洋學院 王慶）
日期：2021-07-14
神經(jīng)壞死病毒（Nervous Necrosis Virus，NNV） 是最嚴重的海洋魚類病毒性病原之一，在全球范圍內(nèi)可感染導致超過50種海水魚類死亡，尤其對仔魚和幼魚危害很大，感染后一周內(nèi)死亡率可達100%。NNV是一種正鏈RNA病毒，屬于野田村病毒科，NNV可分為四種基因型： 分別為擬鲹NNV（SJNNV）、紅鰭東方鲀NNV（TPNNV）、條斑星鰈NNV （BFNNV）和赤點石斑魚NNV（RGNNV）。NNV已成為世界范圍內(nèi)養(yǎng)殖魚類最重要的威脅之一，且近年受感染的魚類種類和受危害程度迅速增加，研究其致病機理和宿主的抵抗機制意義重大。NNV主要感染魚類中樞神經(jīng)系統(tǒng)和視網(wǎng)膜神經(jīng)系統(tǒng)，而中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞組成復雜且功能多樣性，因此很難識別病毒靶向感染攻擊的特定類型細胞。
以石斑魚為研究對象，通過原位雜交示蹤發(fā)現(xiàn)RGNNV主要感染石斑魚的中腦部位。對感染魚和未感染魚的中腦進行單細胞測序，鑒定出35種不同細胞亞型，包括28種神經(jīng)元細胞和7種非神經(jīng)元細胞類型。針對不同亞群細胞，通過雙色熒光原位雜交發(fā)現(xiàn)RGNNV攻擊的細胞類型為GLU1和GLU3神經(jīng)細胞， 進一步對這兩類細胞進行差異分析，發(fā)現(xiàn)與膜形成、裂解和轉(zhuǎn)移的通路在感染組中顯著富集，同時，胞質(zhì)液泡形成和凋亡相關基因在這兩類細胞中顯著高表達，這可能是導致細胞死亡的原因。此外，針對非神經(jīng)元細胞中的免疫細胞分析發(fā)現(xiàn)病毒感染后，石斑魚腦中巨噬細胞數(shù)目顯著增多，進一步分析發(fā)現(xiàn)，病毒感染后在中腦組織小神經(jīng)膠質(zhì)細胞向M1型巨噬細胞轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生炎癥細胞因子，以減少病毒對神經(jīng)組織的損傷。
海洋學院青年教師王慶為論文的第一作者，趙會宏副教授和秦啟偉教授為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金項目 （U20A20102、31930115，41806151，31972768），以及廣州市科技計劃項目 （202002030206）的資助。（文圖/海洋學院 王慶）
日期：2021-07-14
