禽类Toll样受体的分子进化与作用机制研究进展

Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是先天免疫系统重要的模式识别受体(pattern recognition receptors,PRR).TLRs通过与病原微生物的病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)相结合,活化相关信号途径,引发抗病原体防御反应、炎症反应以及活化T细胞等免疫效应.目前已经识别了10个禽类Toll样受体,包括与其它脊椎动物在结构上具有高度同源以及作用模式相对保守的TLR1\6\10、2、3、4、5、7和21,以及禽类所特有的chTLR15.本文主要阐述有关禽类Toll样受体的分子进化以及独特的作用方式研究的最新进展.     

CpG寡聚核苷酸的免疫激活机理及生物学活性

脊椎动物能够识别入侵的微生物是基于病原体的特定分子结构，这些被认为是病原体相关分子模式（pathogen—associated molecular pattern，PAMP）的结构能够被宿主体内模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR）所识别，从而产生免疫应答。细菌和病毒基因组中所携带的非甲基化CpG（胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸）至少是脊椎动物中的20倍，并且脊椎动物的DNA甲基化程度比较高。细菌和脊椎动物这种在DNA上的显著差别使得细菌基因组在进化过程中成为PAMP从而被脊椎动物识别为“危险的入侵信号”，并做出相应的免疫应答。     

MicroRNA在抗病毒免疫中的作用研究进展

MicroRNAs是一类2l-23核苷酸小非编码RNA,其通过与靶基因的3’非翻译区间结合抑制靶基因表达,或者使靶基因转录本降解。研究表明,miRNA可能参与脊椎动物固有免疫应答的多个环节,在病原微生物感染时,它们不仅成为重要的固有免疫受体活化后的信号调节分子,而且能够直接干扰病毒复制而发挥抗病毒效应。     

γ-氨基丁酸对巨噬细胞的免疫调节作用

正巨噬细胞作为固有免疫的重要成分,是抵御各种病原微生物感染和发挥免疫调节作用的首道防线~([1])。巨噬细胞需要大量的能量及代谢前体物质(如氨基酸)以供其生长发育及发挥相应生理功能,包括抵御病原菌感染和组织损伤修复~([2-3])。此外,巨噬细胞在极化的同时,也经历不同的代谢转变(如M1型巨噬细胞主要依赖于糖酵解及脂肪酸合成;M2型巨噬细胞主要依赖于氧化磷酸化及脂肪酸氧化),提示可以通过调控巨噬细胞胞内代谢以调控巨噬细胞相应功能。     

Toll样受体及其与病原微生物感染关系的研究进展

Toll样受体(TLRs)是一类胚系基因编码的Ⅰ型跨膜糖蛋白模式识别受体,其通过识别病原体,激活天然免疫,诱导产生多种细胞因子,在免疫稳态和抗病过程中发挥重要作用。TLRs在功能上参与识别自身和非自身抗原,架起了先天免疫和适应性免疫的桥梁。TLRs可激活相关信号分子,同时也可引起胞内炎性介质的转录和表达,募集促炎因子和共刺激分子,促进炎症反应,进而激活非特异性和特异性免疫,共同清除抗原异物。本文综述了TLRs的定义、结构及其在不同病原微生物感染时的免疫调控机制,为以后应用TLRs预防和诊断细菌性病原感染和病毒感染疾病奠定基础。     

肺泡上皮细胞减轻巨噬细胞抗结核分枝杆菌感染中TLR信号介导的炎症反应

本研究模拟体内肺泡的气液相环境,采用肺脏上皮细胞与巨噬细胞的气液相共培养模型,探讨肺脏上皮细胞对巨噬细胞抗结核分枝杆菌感染的免疫调节作用。建立人肺泡上皮细胞A549与人单核细胞U937分化而来的巨噬细胞的气液相共培养模型,利用人结核分枝杆菌H37Rv株分别感染A549细胞、U937细胞和共感染A549/U937细胞,然后利用定量反转录PCR(qRT-PCR)、ELISA和Western blot检测巨噬细胞U937中的Toll样受体(TLR)信号分子及其下游炎症因子的表达变化。结果显示,H37Rv分别感染共培养模型中的A549细胞和U937细胞都能明显上调U937巨噬细胞中TLR信号分子TLR2、TLR4、TLR6、TLR8、MyD88和TRAF6,及其下游炎症因子NFκB、TNFα、IL-1α、IL-2、IL-6、IL-10和IL-12α的表达;但当H37Rv共感染上皮细胞和巨噬细胞,H37Rv诱导的U937巨噬细胞的上述因子表达较单独其感染的巨噬细胞显著下降。结果表明,在上皮细胞和巨噬细胞共培养体系中,结核分枝杆菌H37Rv分别感染人A549上皮细胞和U937巨噬细胞都能激发巨噬细胞的TLR信号及其下游的炎症反应,但2种细胞共感染H37Rv,上皮细胞感染后能够降低巨噬细胞的TLR信号活性,并减轻后者的炎症反应。由此可见,肺泡内上皮细胞与巨噬细胞之间可能存在某种相互调控机制,避免抗感染过程中的过度炎症反应以保持肺泡内细胞的组织及其功能的稳态。     

短链脂肪酸介导的肠上皮和抗炎调节研究进展

哺乳动物体中的肠道菌群是细菌生态系统的组成部分,从动物出生时起,这些微生物就对免疫系统的发育、功能和调节起着非常重要的作用。当前,越来越多的研究集中在微生物对宿主细胞代谢的影响上。短链脂肪酸(SCFA)作为肠道菌群的一种代谢产物,对肠道稳态的维持具有重要作用。SCFA是肠道上皮细胞的重要燃料,能增强肠屏障功能。作为信号分子,SCFA可以通过细胞表面G蛋白偶联受体(GPCR)发出信号,从而激活控制免疫功能的信号级联反应;还可以通过底物转运蛋白进入细胞,抑制组蛋白脱乙酰化酶(HDAC),最终达到降低肠道炎症反应。本文综述了微生物SCFA的产生及其对肠道黏膜的影响,并通过激活细胞表面GPCR以及抑制组蛋白去乙酰化酶(HDACs)来调节免疫反应的作用。     

微生物与宿主的体内免疫调节的研究进展

动物体内微生物菌落多样性和专一性不同,微生物菌群沿肠道纵向分布在肠腔、结肠黏液层和结肠隐窝中。宿主在病原体感染和组织受损条件下,可通过感知信号调节免疫应答。研究从免疫方面入手指出2种类型的分子信号可能在细胞内相辅相成,对研究动物机体健康和疾病的关联提供理论依据。     

丁酸在亚急性瘤胃酸中毒和动物健康方面作用机制的研究进展

反刍动物饲喂高谷物饲粮易诱发亚急性瘤胃酸中毒(SARA),导致采食量和消化率降低,瘤胃和肠上皮的黏膜屏障受损,肝脏脓肿和炎症反应增加。丁酸作为微生物的发酵产物和上皮细胞的能量来源,影响瘤胃液pH和胃肠道微生物区系,促进上皮生长发育。作为信号分子,丁酸参与多个信号通路,在细胞功能、信号转导、机体免疫等方面发挥作用。丁酸通过激活G蛋白偶联受体(GPR)引起多种转录因子的活化,或者作为组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂在基因表达的表观遗传调控中发挥作用。本文综述了丁酸尤其是在高谷物饲粮中添加丁酸盐对反刍动物瘤胃、肠道和肝脏的影响以及分子作用机制,为缓解SARA的危害提供理论依据。     

反刍家畜瘤胃微生物群体感应

群体感应(quorum-sensing,QS)是一种微生物细胞间的通讯机制,微生物通过分泌信号分子来感知细胞(群体)密度,并在信号分子达到一定浓度时,通过调节特定基因的表达来调控群体内微生物众多生理生化过程的行为.研究发现群体感应广泛存在于微生物界,并在调控微生物间的共生或竞争中发挥了重要作用.反刍家畜瘤胃适宜的环境(如恒定的温度、pH及充足的养分)为众多微生物的生长提供了良好条件,同时,这些瘤胃微生物在对营养物质进行降解时存在着复杂的共生、竞争关系.目前,研究人员经研究证实反刍家畜瘤胃微生物同样具有群体感应,本文对反刍家畜瘤胃微生物群体感应的研究进展进行了综述,并对今后该领域的研究作出了展望.     

肠道寄生虫与肠道微生物相互作用研究进展

在脊椎动物的肠道内，存在着数量庞大、结构多样、动态变化的微生物群，它们对肠道的生理、代谢、免疫等具有重要的作用。在自然条件下，这些微生物和真核生物(如蠕虫、原生动物、真菌等)共同存在于脊椎动物肠道内。寄生虫与微生物群均可显著改变机体肠道生理与免疫环境，为它们之间的相互作用创造了机会。肠道微生物与寄生虫之间的相互作用会极大地影响感染的结果，进而对宿主的健康产生重要影响。如寄生虫感染会影响宿主与微生物的相互作用关系，从而促使或保护宿主免受细菌的侵害。另一方面，菌群又会影响寄生虫的定植、繁殖和毒性，使其沿着与宿主寄生性-互惠共生性的生存模式发展。这些相互作用的机理与结果是微生物学与寄生虫学之间交叉研究的前沿课题。笔者对近年来有关肠道寄生虫与肠道微生物间相互作用的最新研究成果进行了总结，并对其可能未考虑到的因素提出了自己的观点，旨在为肠道寄生虫病防控及肠道菌群研究提供参考。     

天然免疫双链RNA受体RIG-I和MDA5及其在家禽中的研究进展

模式识别受体在抗病毒天然免疫中发挥重要作用。这些受体识别微生物的保守结构并引发细胞内一系列级联反应,产生抗病毒效应。Toll样受体和RIG-I样受体是识别RNA的两大主要受体家族,其中能够识别病毒双链RNA(dsRNA)的RIG-I样家族在抗病毒免疫方面发挥关键作用。RIG-I样家族(RLR)的主要成员是RIG-I和MDA5,已有大量研究表明其能够引发相同的天然免疫信号,本文从多个角度阐述了两者的相似点和不同点,包括两者结构与定位、下游信号通路、抗病毒免疫、病毒对RLR信号的调节和逃逸,以及在禽类方面的研究进展。通过对RIG-I与MDA5多方面异同点的了解,能够对这些受体蛋白质以及家禽相关天然免疫有更深层次的认识,为免疫调节并控制病毒感染提供新思路。     

益生菌影响巨噬细胞极化的机制研究进展

益生菌具有较好的黏附能力,可以定植在肠道中调控肠道菌群的平衡,增加黏膜底层中的免疫细胞数量,从而发挥调节肠道炎症反应的作用,对宿主具有有益作用。巨噬细胞是免疫反应中的关键桥梁细胞,是重要的免疫细胞,具有异质性和可塑性,可以分化为经典活化性巨噬细胞型(classically activated macrophages, CAM,M1)和替代活化性巨噬细胞型(alternative activated macrophages, AAM,M2),M1型巨噬细胞可增强机体的抗原提呈和杀菌能力,M2型巨噬细胞具有增强内吞、防止炎症反应过度、促进伤口愈合的能力。益生菌对炎症反应的调节可能是通过影响巨噬细胞的极化实现的,但目前关于益生菌影响巨噬细胞极化的方向仍有争议。论文综述了益生菌通过JAK-STAT、NF-κB、TLR信号通路调节巨噬细胞极化的相关研究进展,以期为进一步明确益生菌对巨噬细胞极化的分子机制研究提供参考。     

NF-κB信号通路调控奶牛乳腺炎的分子作用机制

乳腺炎通常是由微生物感染引起的乳腺炎症反应,是奶牛最常见的疾病之一,可导致牛奶产量及品质下降,奶牛利用年限减少,严重地影响着牧场的经济效益。近年来,学者们在奶牛乳腺炎分子调节机制方面开展了大量研究,发现NF-κB及其信号通路可参与调控多个免疫相关基因的表达,在细胞炎症反应和免疫应答等过程起关键性作用,也是奶牛乳腺炎研究的热点。本文阐述了奶牛乳腺炎的病因和病理变化,以及NF-κB信号通路与机体免疫的关系,并重点综述了mRNA、非编码RNA（miRNA、lncRNA和circRNA）及生物活性物质通过NF-κB信号通路调控奶牛乳腺炎的最新研究进展,为奶牛乳腺炎的分子调控网络解析、抗乳腺炎分子育种与生物活性药物研发提供参考。     

哺乳动物防御素

自然界中充满各种各样的微生物，要想在这个世界中生存，必须具有完备的防御体系。哺乳动物的免疫系统就是逐渐分化而来的这样一个防御体系，它包括特异性免疫和非特异性免疫。非特异性免疫对各种入侵机体内的微生物在最初反应中起关键作用，其中哺乳动物防御素(defensins)是哺乳动物非特异性免疫的主要成分。在哺乳动物多形核粒细胞和上皮组织内存在一类富含半胱氨酸的抗微生物肽，称为防御素。     

丝氨酸蛋白酶在昆虫先天免疫中的功能和作用机制研究进展

昆虫先天免疫系统包括细胞免疫和体液免疫。细胞免疫主要通过昆虫血液中的浆细胞对入侵的微生物进行吞噬;体液免疫比较复杂,涉及到昆虫体内许多蛋白质之间的相互作用,其中丝氨酸蛋白酶及其同源物与血淋巴黑化和抗菌肽合成等过程密切相关,如参与胞内酚氧化酶原及Toll免疫信号途径的激活等,因而在昆虫的体液免疫中发挥着重要作用。本文就昆虫丝氨酸蛋白酶及其同源物的类型、结构与功能以及家蚕丝氨酸蛋白酶的研究进展进行综述,为促进家蚕、蜜蜂等经济昆虫先天免疫的分子机制研究提供参考。     

Hedgehog、p53和NF-κB信号通路在病原微生物入侵机体时的免疫应答机制

<正>病毒、细菌等致病病原微生物一旦入侵机体,免疫系统会迅速启动抗感染免疫应答反应,但长期困扰免疫学界的问题是免疫系统通过什么样的细胞与分子机制特异性感知外源病原微生物入侵,并有效地启动免疫应答效应以杀伤、清除病原微生物,以及能否准确预测外源病原体入侵时机体做出的应答。以往的研究发现,免疫细胞识别与应答病原体时,Toll样受体(TLR)可通过病原相关分子模式     

仔猪肠道菌群属水平分析

正动物整个消化道内均存在微生物,包括细菌、古菌、真菌等,其中细菌占主导地位,优势菌群为厚壁菌门和拟杆菌门。这些微生物在维持宿主营养、免疫方面发挥重要作用~([1])。利用以宏基因组学为代表的现代分子生物学技术,能够较为准确地鉴定肠道的菌群结构,并对其代谢功能进行研究。虽然宏基因组学方法的应用使肠道微生物研究取得了突     

真菌多糖免疫调节作用的研究进展

真菌多糖是主要存在于菌丝体细胞壁内、分泌于细胞外的高分子糖类化合物,一般都由10个分子以上的单糖通过糖苷键连接而成的高分子多聚物.真菌多糖是一种免疫调节剂,具有免疫调节活性,可通过多条途径、多个层面对免疫系统发挥调节作用,通过激活T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞(NK)等免疫细胞,增加这些细胞的数量,增强其细胞活性,促使其发挥作用.     

樱桃谷鸭人工感染鸭疫里默杆菌肝脏差异基因的筛选与鉴定

鸭疫里默杆菌病给全世界养鸭业带来了严重的经济损失,但人们对其毒力因子以及致病的分子机理,尤其是宿主对感染的应答反应还缺乏深入认识.本研究利用抑制消减杂交技术(SSH)构建了鸭疫里默杆菌感染过程中鸭肝脏组织差减cDNA文库,通过PCR和斑点杂交筛选到45个在鸭疫里默杆菌感染过程中鸭肝脏组织差异表达的基因,这些基因的功能分为急性期反应、炎症反应、免疫和防御应答、损伤修复以及其他功能.利用real-time RT-PCR对其中20个基因的在感染过程中不同时间段(8、24和48 h)表达水平进行了验证,结果表明这些基因在鸭疫里默杆菌感染过程中表达水平都有不同程度的上调或下调(P＜0.05或P＜0.01).试验结果表明,鸭疫里默杆菌感染引起鸭肝脏的一系列反应,包括急性期反应、炎症反应、免疫应答以及损伤修复等,通过对这些基因的差异调节,一方面维持机体的内环境平衡状态,另一方面启动机体的免疫系统识别和抵抗病原菌的侵袭.