呼吸道合胞病毒（RSV）是引起儿童和老年人急性下呼吸道感染的重要病原体之一。在全球范围内，每年约有3300万5岁以下儿童感染RSV。棉鼠因对RSV易感，且感染后临床表现更接近人类，已成为RSV疫苗和药物评估的首选动物模型。然而，由于长期缺乏基因组数据，棉鼠易感RSV的遗传机制仍不明确。
近日，中国科学院微生物研究所、浙江大学医学院附属第二医院、深圳市儿童医院以及中国疾病预防控制中心等单位合作在Science Translational Medicine上发表了题为“A complete Sigmodon hispidus genome and dynamic single cell transcriptomics reveal evolutionarily conserved responses to RSV infection”的最新研究论文。
该研究成功完成刚毛棉鼠26对染色体级别的基因组组装，经注释获得21620个高置信度蛋白编码基因，转录组支持率达到97.89%。研究发现，棉鼠拥有大量特异性基因家族，且其染色体与人类染色体间存在广泛同源关系，从遗传进化角度解释了棉鼠在模拟人类RSV感染表型上的优势。进一步地，研究鉴定了刚毛棉鼠21个组织中的特异性表达基因，并分析了RSV候选受体及黏附因子的表达分布。跨物种整合分析显示，棉鼠与人类在组织表达谱上具有高度保守性，并识别出肺组织中与组织结构发育、免疫应答、细胞迁移及感染相关功能相关的保守模块。
研究进一步构建了棉鼠感染RSV后的鼻腔与肺组织单细胞图谱，发现其细胞类型与人类呼吸道常见细胞类型基本一致，且存在与人类似的AT2细胞向AT1转分化现象。通过单细胞病毒捕获技术，研究发现了更多RSV感染靶细胞。RSV感染引发了棉鼠呼吸道细胞的动态改变，激活了广泛的抗病毒反应、干扰素反应及抗原呈递过程。此外，研究还鉴定了上百个与RSV病毒载量相关的棉鼠候选宿主因子。
中国科学院微生物研究所高福院士、深圳市儿童医院麻晓鹏院长、微生物所赵欣研究员和中国疾病预防控制中心卢选成研究员为论文的共同通讯作者。浙江大学医学院附属第二医院特聘研究员秦士杰、微生物所璩骁助理研究员、博士研究生吕超和科研助理侯亚利为论文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持。
原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adw7535
图1 基于基因组和动态单细胞转录组解析棉鼠作为RSV感染模型的遗传基础
