ITGB5和MUC13基因在产肠毒素大肠杆菌抗性和易感大白仔猪间的差异表达分析

为分析仔猪腹泻抗性候选基因在大白仔猪抗性和易感个体间的差异表达情况及组织表达特异性,实验利用荧光定量PCR技术检测整合素β5(ITGB5)基因和黏蛋白13(MUC13)基因在仔猪小肠、脾脏、肺脏、胸腺、肝脏和淋巴6种组织中的表达水平以及在产肠毒素大肠杆菌(ETEC F4)抗性和易感仔猪个体间的差异表达情况。结果表明:大白仔猪ITGB5基因在6种组织中均有一定的表达,在抗性个体小肠组织中的表达量低于易感个体(P>0.05);MUC13基因在小肠中高度表达,在其他组织中表达量较低,且抗性个体的表达量显著高于易感个体(P<0.05)。由此可知,小肠组织中ITGB5基因的低表达和MUC13基因的高表达可能有助于降低致病性大肠杆菌黏附到小肠上皮细胞上,进而实现对致病性大肠杆菌的抗性。ITGB5基因和MUC13基因可能与仔猪腹泻抗性存在密切关系,都可以作为抗性候选基因用于标记辅助选择,应用于抗腹泻仔猪的选育。     

大肠杆菌侵染猪肠上皮细胞IPEC-J2后TAP1基因表达量的变化分析

为了在细胞水平上探究抗原处理相关转运体1(TAP1)基因与仔猪大肠杆菌性腹泻间的关系以及在机体抗大肠杆菌侵染过程中是否发挥了作用,选用3种主要产肠毒素大肠杆菌(F18ab,F18ac和K88ac)刺激离体培养的猪肠上皮细胞(IPEC-J2),用实时荧光定量PCR检测3种大肠杆菌刺激后IPEC-J2细胞中TAP1基因表达量的变化。结果显示:IPEC-J2细胞经过3种大肠杆菌刺激后,TAP1基因在细胞中的表达量均显著高于对照组(P0.05),差异倍数分别是对照组的1.7,1.8和1.5倍;3种不同的大肠杆菌刺激,TAP1基因在IPEC-J2细胞中的表达量不存在显著差异(P0.05)。通过分析3种大肠杆菌侵染离体培养的猪肠上皮细胞后TAP1基因表达量的变化,在细胞水平上验证了TAP1基因的表达对仔猪抗细菌性腹泻具有一定的作用,为TAP1基因作为机体免疫调控的相关基因提供了一定的理论依据。     

苏太仔猪FUT1基因M307位点多态性与F18大肠杆菌抗病相关性的体外鉴定

采用PCR-RFLP方法检测了江苏苏太断奶仔猪FUT1基因M307位点等位基因多态性分布,在所检的49头仔猪中,GG基因型个体16头,AG基因型19头,AA基因型14头。在此基础上,制备上述不同基因型个体仔猪小肠上皮细胞,分别与表达F18ab菌毛的野生型大肠杆菌、表达F18ac菌毛含fed操纵子全基因的重组大肠杆菌和V型系统表面分泌表达F18abFedF亚单位的重组大肠杆菌进行体外黏附试验和黏附抑制试验。研究结果表明:FUT1基因M307位点中GG型和AG型仔猪小肠上皮细胞均能黏附上述3种大肠杆菌,而AA型个体小肠上皮细胞则不能黏附。将上述3种大肠杆菌分别与抗F18ab菌毛高免血清、F18ac菌毛高免血清及抗F18abFedF亚单位单因子血清作用后,则失去黏附仔猪肠上皮细胞能力。上述结果对苏太猪从体外试验上证明了FUT1基因M307位点多态性与断奶仔猪腹泻和水肿病存在着直接的相关性。     

猪FUT2基因沉默对其所在通路基因表达及小肠上皮细胞E.coliF18黏附能力的影响

旨在细胞水平上进一步探讨FUT2基因的功能及其在猪小肠上皮细胞受到F18大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)侵染时的调控机制,为提高仔猪对F18大肠杆菌病抵抗力的分子选育提供理论基础。运用Real-time PCR方法检测分析FUT2基因在大肠杆菌F18ab、F18ac感染和脂多糖(LPS)诱导小肠上皮细胞前后的mRNA表达差异,并采用Western blotting方法检测大肠杆菌F18ab、F18ac感染小肠上皮细胞前后FUT2的蛋白表达差异;同时设计并构建猪FUT2基因慢病毒干扰载体,筛选并获得FUT2基因稳定沉默的小肠上皮细胞系,检测FUT2基因沉默对其所在球系列鞘糖脂生物合成通路其他关键基因(FUT1、ST3GAL1、HEXA、HEXB、B3GALNT1、NAGA)表达以及小肠上皮细胞E.coli F18黏附能力的影响。结果表明,在F18大肠杆菌感染和LPS诱导小肠上皮细胞后,FUT2基因的mRNA相对表达水平均极显著升高(P0.01),同时大肠杆菌感染后小肠上皮细胞的FUT2蛋白表达上升。此外,本研究成功构建FUT2基因慢病毒干扰载体,并获得FUT2基因稳定沉默的小肠上皮细胞系;FUT2基因沉默后,其所在的球系列鞘糖脂生物合成通路其他关键基因的表达都存在不同程度的下降,其中FUT1基因表达水平显著下调(P0.05),ST3GAL1、HEXA和HEXB基因表达水平极显著下调(P0.01),而B3GALNT1和NAGA基因表达水平未发生显著变化,同时FUT2基因沉默后F18大肠杆菌对小肠上皮细胞的黏附能力显著降低。结果显示,FUT2基因低表达可能不利于仔猪大肠杆菌受体的形成,以增强猪小肠上皮细胞抵抗E.coli F18感染的能力,本试验结果同时为球系列鞘糖脂生物合成通路在仔猪抗大肠杆菌感染过程中的作用机制研究提供一定的理论基础和依据。     

δ差异显示法筛选仔猪ETEC F4ad受体相关基因

初生仔猪泻痢的病原菌主要是肠毒素大肠杆菌(ETEC)F4,仔猪小肠上皮细胞有无F4受体对于仔猪抗病性具有重要意义.本试验采用δ差异显示法筛选仔猪F4ad受体相关基因.将获得的δ条ESTs通过GenBank进行序列同源比对,发现其中1条与人糖基磷脂酰肌醇锚1(GPI 1)基因有91%同源性.表明该基因可作为F4ad受体候选基因进行进一步研究.     

F18大肠杆菌抗性型与敏感型苏太断奶仔猪十二指肠组织比较转录组分析

旨在揭示培育品种—苏太猪(杜洛克×梅山猪)F18大肠杆菌抗性的调控通路和重要候选基因,同时进一步探究中外猪品种F18大肠杆菌抗性调控遗传基础的差异。本研究以课题组前期获得的苏太猪和梅山猪F18大肠杆菌抗性型与敏感型断奶仔猪全同胞个体为研究对象,通过转录组测序筛选苏太猪F18大肠杆菌抗性相关的调控通路以及重要候选基因,并在细胞水平,利用qPCR和Western blot分析F18大肠杆菌刺激小肠上皮细胞IPEC-J2后重要候选基因(蛋白)的表达变化,同时利用qPCR检测重要候选基因在苏太和梅山断奶仔猪F18大肠杆菌抗性型与敏感型个体十二指肠组织中的差异表达情况。结果显示:1)在苏太断奶仔猪F18大肠杆菌抗性型与敏感型个体中筛选出238个差异表达基因,主要参与Toll样受体信号通路(toll-like receptor signaling pathway)和糖脂类通路(glycosphingolipid biosynthesis-lacto and neolacto series),其中TLR5、IL-1β、FUT2为重要候选基因;2)不同血清型F18大肠杆菌(F18ac、F18ab)菌体分别刺激小肠上皮细胞IPEC-J2后,FUT2、IL-1β、TLR5基因mRNA表达水平显著上调(P0.05),并且其蛋白表达水平也表现为明显的上调,由此表明,TLR5、IL-1β和FUT2在断奶仔猪F18大肠杆菌感染过程中发挥重要的调控作用;3)组织差异表达分析显示,TLR5、IL-1β和FUT2在苏太猪抗性型与敏感型个体十二指肠组织中表达差异均达到显著水平(P0.05),而梅山猪中TLR5、IL-1β表达差异达到极显著水平(P0.01),FUT2表达水平差异不显著(P0.05)。结合课题组前期关于梅山猪及外来引进品种F18大肠杆菌抗性相关分子机制研究及报道,本研究进一步证明中外猪品种F18大肠杆菌抗性调控的遗传基础确实存在差异,Toll样受体信号通路及CD14、TLR5等基因可能在中国地方品种—梅山猪抵抗F18大肠杆菌感染过程中发挥着免疫调控作用,而鞘糖脂合成通路及FUT2等基因可能在外来猪品种F18大肠杆菌受体形成过程中起关键作用。     

致病性F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪的体外鉴定

在PCR-RFLP方法分析了不同猪个体FUT1基因M307位点等位基因多态性的基础上，制备M307位点为GG和AG2种类型仔猪小肠上皮细胞分别与表达F18ab菌毛的野生型大肠杆菌、表达F18ac菌毛含fed操纵子全基因的重组大肠杆菌及表面分泌表达F18ab菌毛FedF亚单位的重组大肠杆菌进行体外黏附和黏附抑制试验。结果表明，上述野生菌或重组菌对GG和AG2种基因型的30～35日龄断奶仔猪小肠上皮细胞均具有较好的黏附能力。上述3种大肠杆菌分别与抗F18ab纯菌毛血清、F18ac纯菌毛血清及抗F18ab菌毛FedF亚单位单因子血清作用后．则丢失黏附小肠上皮细胞能力。而GG基因型的3日龄仔猪小肠上皮细胞不能很好的黏附上述野生菌或重组菌．但是可以很好地黏附表达987P菌毛的大肠杆菌。     

不同日龄苏太仔猪FUT2基因的组织表达谱和表达差异分析

目前有研究表明FUT2基因是仔猪大肠杆菌F18受体形成的关键候选基因,探讨FUT2基因在仔猪出生至断奶期间的m RNA表达变化,可为进一步研究该基因对F18大肠杆菌致病的相关性提供一定的理论依据。本试验挑选4个日龄(8、18、30日龄和35日龄)苏太仔猪各4头,通过利用Real-time PCR方法分别比较分析了FUT2基因在各个体11个组织(心、肝、脾、肺、肾、胃、肌肉、胸腺、淋巴结、十二指肠、空肠)中的表达规律。结果表明:FUT2基因在不同日龄苏太猪11个组织中均有表达,其中在肺、肾、胃、胸腺、淋巴和十二指肠中呈现较高表达,在肝、脾、空肠中呈现中度表达,在心和肌肉中呈现低表达。FUT2基因在8日龄个体空肠组织上的表达水平显著的高于其他3个日龄(P0.05),而不同日龄仔猪十二指肠中的FUT2基因表达水平间没有显著差异(P0.05)。由此推测,8日龄左右FUT2基因的高表达可能有利于仔猪空肠组织中F18大肠杆菌受体的快速形成,需进一步对仔猪8日龄至18日龄间FUT2基因的表达变化做进一步细致的检测。     

F4大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪的体外鉴定研究

猪小肠上皮细胞表面的产肠毒素大肠杆菌(ETEC)F4受体的基因型与其粘蛋白4(MUC4)基因密切相关,根据MUC4基因内含子7能否被限制性内切酶XbaⅠ酶切,可以在基因水平上将所检测的猪分为ETEC F4易感型纯合子SS,易感型杂合子SR和抵抗型RR。为筛选对ETEC F4受体易感性和抗性仔猪用于本实验室的后续实验,本实验利用MUC4基因的多态性,对送检猪的样品进行初步的分型检测。选取MUC4基因内含子7不同等位基因型的仔猪,分离其小肠上皮细胞,并分别与野生型F4ab、F4ac、F4ad大肠杆菌,表达fae操纵子的重组大肠杆菌r F4ab、r F4ac、r F4ad进行体外黏附和黏附抑制试验。研究结果表明,上述野生菌或重组菌对SS和SR两种基因型的4周龄断奶大白仔猪小肠上皮细胞均具有较好的黏附能力,而且经过抗F4单克隆抗体处理后的细胞,对细菌的黏附数明显下降。而RR型仔猪小肠上皮细胞不能黏附上述野生菌或重组菌。本研究为体外鉴定F4受体易感性仔猪,以及为进一步研究ETEC F4的致病机理奠定了基础和平台。     

关岭牛PPAP2B基因mRNA在不同组织中的表达分析

为了研究关岭牛PPAP2B基因mRNA在不同组织中的表达水平及相关功能,试验以关岭牛为实验动物,分别提取心脏、肝脏、小肠、脂肪、大腿肌、背最长肌组织的总RNA,以不同组织的总RNA为模板,逆转录合成cDNA,以GAPDH基因作为内参,应用实时荧光定量PCR技术检测PPAP2B基因mRNA在不同组织中的相对表达量。结果:关岭牛PPAP2B基因mRNA在脂肪中表达量最高,在其他组织中表达量很少甚至几乎不表达。结论:PPAP2B基因可能在牛的脂肪沉积过程中发挥作用。     

猪圆环病毒2a/2b亚型病毒株毒力分析

本研究对367份猪内脏样本进行PCV2检测,对阳性样本进行2a/2b鉴别诊断,并采用ORF2测序方法对部分阳性样本进行测序。在发病猪群中PCV2b阳性率远高于健康猪群,而健康猪群中PCV2a的阳性率高于发病猪群,从而在临床表型方面论证了PCV2b毒力强于PCV2a。通过比较12株PCV2 ORF2推导氨基酸序列的关键氨基酸位点,9株PCV2b毒株在ORF2氨基酸76位为I,131位为T;而3株PCV2a毒株在ORF2氨基酸76位为L,131位为P,据比对结果可知,PCV2b毒株为强毒株,PCV2a毒株为弱毒株。研究结果表明,PCV2的2种亚型2a/2b无论是临床表型还是ORF2基因型,毒力表现都是有差异的,且PCV2b毒力要强于PCV2a。     

Detection of porcine Circovirus type 2 (PCV2) variants PCV2-1 and PCV2-2 in Brazilian pig population

In the present study whole genome of six Brazilian isolates of PCV2 were sequenced, analyzed and compared with 35 other sequences (24 from other countries and 17 from Brazil). The phylogenetic analysis showed that mostly Brazilian variants of PCV2 were grouped as PCV2-1. Two isolates among the six analyzed here could not be grouped with any other PCV2-2 analyzed in this study. One of these isolates was from an aborted fetus with myocarditis and the other from a PMWS affected pig. The results pointed here showed that both groups of PCV2 are present in Brazilian pig population without any clear geographical correlation.     

Effect of porcine circovirus type 2 (PCV2) vaccination on PCV2-viremic piglets after experimental PCV2 challenge

The objective of this study was to evaluate the effect of porcine circovirus type 2 (PCV2) vaccines on PCV2-viremic and -seropositive piglets born from naturally PCV2-infected sows against postnatal PCV2 challenge. The experimental design was aimed at mimicking commercial swine rearing conditions to evaluate the response of the PCV2 vaccine on PCV2-viremic and -seropositive piglets after experimental PCV2 challenge. PCV2a (or 2b)-viremic piglets received a PCV2 vaccine at 21 days of age followed by a PCV2b (or 2a) challenge at 49 days of age (28 days post vaccination). The PCV2 vaccines elicited a high level of humoral (as measured by immunoperoxidase monolayer assay and neutralizing antibody titers) and cellular (as measured by the frequency of PCV2-specific interferon-γ-secreting cells) immune response in the PCV2-viremic piglets after vaccination even in the presence of maternally derived antibodies (MDA). The initial infection of PCV2 in the pigs was not affected by PCV2 vaccination, however the challenging PCV2 was reduced by PCV2 vaccination on PCV2-viremic pigs. The results from this study demonstrate that the PCV2 vaccine used in this study is effective at reducing PCV2 viremia and lymphoid PCV2 DNA, even for PCV2-viremic pigs with passively acquired MDA at the time of vaccination.     

猪圆环病毒2型ORF2/猪白介素2嵌合表达质粒在猪体内诱导的保护性免疫反应

为探讨猪圆环病毒2型(PCV2)ORF2/猪白介素-2(PoIL-2)嵌合重组表达质粒(rpcDNA3.1/PCV2-linker-PoIL-2)在猪体内的免疫效果和免疫保护效果进而研制高效PCV2核酸疫苗,将35只10日龄健康仔猪平均分成7组分别以rpcDNA3.1/PCV2-linker-PoIL-2重组表达质粒或PCV2ORF2基因原核表达的rCap蛋白进行免疫及免疫保护试验。共进行4次肌肉注射免疫,每次间隔2周;于第4次免疫后3周通过口腔和鼻腔途径感染PCV2细胞强毒。分别于第4次免疫后和攻毒后不同时间通过检测免疫猪血清抗体水平和外周血T淋巴细胞增殖活性、辅助性T细胞(Th)和细胞毒性T细胞(Tc)亚群的百分含量、排毒率和病毒血症阳性维持时间等指标以评价其免疫和免疫保护效果。结果表明,各免疫组猪均产生了抗PCV2特异性ELISA免疫抗体,但rCap蛋白免疫组猪抗体水平较低;rpcDNA3.1/PCV2-linker-PoIL-2质粒对猪体的免疫和免疫保护效果显著优于rpcDNA3.1/ORF2质粒;在rpcDNA3.1/PCV2-linker-PoIL-2质粒或rpcDNA3.1/ORF2质粒中添加rCap蛋白对重组质粒免疫及免疫保护效果无明显影响。因此,选取rpcDNA3.1/PCV2-linker-PoIL-2质粒为下一步研制PCV2核酸疫苗的主要成分。     

H2O2与Fe2+、Cu2+、Zn2+协同作用对桑自由基伤害和保护酶活性的影响

研究了H2O2与Fe2+等金属离子产生的自由基胁迫对桑树生理特性的影响,旨在为桑树的抗逆栽培提供理论参考。以桑树叶片为材料,研究H2O2与Fe2+、Cu2+、Zn2+协同作用对桑自由基伤害和保护酶活性的影响。结果表明:经H2O2-Fe2+、H2O2-Cu2+和H2O2-Zn2+3种体系溶液处理的桑.OH含量分别提高34.38%、8.14%和5.43%;O2.-含量分别降低78.77%、54.75%和63.84%;1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)清除率分别降低44.60%、57.34%和54.64%;超氧化物歧化酶(SOD)活性分别提高44.45%、36.02%和28.28%;多酚氧化酶(PPO)活性分别降低68.18%、86.58%和54.78%;过氧化氢酶(CAT)活性分别降低97.46%、96.57%和68.02%;过氧化物酶(POD)活性分别降低22.22%、提高7.42倍和66.67%。H2O2与Fe2+等的协同作用破坏了桑细胞内自由基动态平衡,导致自由基含量提高,保护酶活性受到显著影响。     

过氧化氢对成肌细胞的氧化损伤作用研究

旨在以体外培养的小鼠成肌细胞(C2C12)为研究对象,探讨氧化损伤可能的路径。本试验分为3个处理组,每个处理组6个重复。处理组分别为:对照组(Control),以DMEM培养基培养的细胞作为空白对照,培养24 h;吡咯烷二硫代氨基甲酸酯(PDTC)组(PDTC),以每个孔1 mL的PDTC(20μmol·L^-1)孵育细胞24 h;H_2O_2组(H_2O_2),加入0.5 mmol·L^-1的H_2O_2处理细胞24 h。检测各组细胞的存活率、ROS水平与凋亡率,采用荧光定量PCR和蛋白免疫印记法检测细胞凋亡和自噬相关基因的表达以及NF-κB信号通路相关因子的表达。结果表明,与对照组相比,PDTC可显著提高细胞的总凋亡率(P<0.05),可显著上调细胞半胱天冬蛋白酶-3(caspase-3)、caspase-6、caspase-9的mRNA表达量以及caspase-3蛋白表达水平(P<0.05),显著上调Beclin 1的mRNA表达量和微管相关蛋白1轻链3(LC3)-II/I的值以及LC3-II蛋白表达水平(P<0.05),显著下调核因子kappa B副族1(p50)、B型白细胞/2型淋巴细胞样蛋白(Bcl-2)、v-rel禽网状内皮增生病病毒癌基因同源物A(RelA)和环氧合酶(Cox)-2的mRNA表达量以及NF-κB蛋白表达水平(P<0.05);H_2O_2可显著提高细胞的ROS水平和细胞总凋亡率(P<0.05),可显著上调caspase-3、caspase-6、caspase-8、caspase-9的mRNA表达量以及caspase-3蛋白表达水平(P<0.05),显著上调Beclin 1和LC3-II/LC3-I的mRNA表达量以及LC3-II蛋白表达水平(P<0.05),显著提高Bcl-2相关X蛋白(Bax)的mRNA表达量(P<0.05),显著下调p50、Bcl-2、RelA和Cox-1、Cox-2的mRNA表达量以及核因子kappa B(NF-κB)蛋白表达水平(P<0.05)。结果提示,H_2O_2会引起C2C12细胞的ROS升高,并且能够通过抑制NF-κB信号通路介导细胞凋亡和自噬的发生,这与NF-κB因子的特异性抑制剂PDTC的作用相类似。