F4ac型产肠毒素大肠杆菌菌液上清对仔猪小肠 上皮细胞的免疫刺激作用

【目的】猪源产肠毒素大肠杆菌（enterotoxigenic Escherichia coli, ETEC）是一类世界范围内流行的致仔猪腹泻的病原菌。依据养猪业生产实践中对致仔猪腹泻病原菌血清学鉴定结果可知,F4ac型ETEC的流行性最为广泛。到目前为止,对ETEC导致仔猪腹泻的机理已经有了比较透彻的阐释。但对ETEC培养液的免疫原性尚未有研究和描述。论文以F4ac型ETEC为研究对象,探索其菌液上清（即培养液）对仔猪小肠上皮细胞（IPEC-J2）的免疫刺激作用。【方法】首先收集F4ac型ETEC菌株200培养12h后的培养液,后经4℃,4 000 r/min,离心15 min收集培养液上清,将该上清液经0.22 µm滤器过滤,并与DMEM/F12培养基以1﹕1的比例混合,以此混合液共孵育IPEC-J2细胞3 h,重复此处理3次获得处理组细胞;同时设新鲜的LB培养基与DMEM/F12培养基同样以1﹕1的比例共孵育3 h的IPEC-J2 细胞为对照组细胞,对照处理亦重复3次。然后用TRIZOL试剂按照说明书提取对照组和攻毒组IPEC-J2细胞的总RNA,并用TaKaRa 公司的PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser（反转录试剂盒）按照说明书将提取的总RNA反转录成cDNA。应用文献报道或自行设计的跨内含子的引物通过实时荧光定量PCR方法,以猪的持家基因β-actin作为内参,检测IL8、TNF-α、CXCL2、IL6、IL1A、TLR4、SLPI、PLAU和MUC13共9个免疫相关基因和黏蛋白基因在攻毒组和对照组中的mRNA表达差异性。【结果】较之对照组,在攻毒组中,3个重要的促炎细胞因子基因IL8、TNF-α和CXCL2的mRNA均出现了显著性地过表达。其中,在攻毒组中,IL8的表达量为对照组的3.24倍（P < 0.05）;TNF-α的表达量亦为对照组的3.24倍（P < 0.01）;CXCL2 的表达量为对照组的1.65倍（P <0.001）。在攻毒组和对照组之间,其他6个基因（IL6、IL1A、TLR4、SLPI、PLAU和MUC13）的表达差异未达到统计学上的显著水平。【结论】研究采用F4ac型ETEC菌株200的培养液上清对IPEC-J2细胞系进行3 h攻毒处理,并通过荧光定量PCR方法检测到了3个重要的促炎因子基因IL8、TNF-α和CXCL2在攻毒组较之非攻毒组中的过表达。这表明猪F4ac型ETEC培养液上清对仔猪小肠上皮细胞确实具有一定的免疫刺激作用。研究为更明确地了解猪F4ac型ETEC释放的肠毒素及黏附素等抗原物质对仔猪小肠上皮细胞的免疫刺激作用提供了一定的实验证据。     

仔猪大肠杆菌病K88-K99-987P-F41四价亚单位疫苗的研制Ⅳ.疫苗生产与免疫效力试验

选用4株带有K88、K99、987P、F41粘附素抗原的产肠毒素性大肠杆菌,分别接种于BBL、Minca、Slanetz和Minca培养基进行培养,将培养物加热提取粘附素抗原后,加入油佐剂制成四价亚单位疫苗。经成品检验合格后分别免疫小鼠和怀孕母猪,同时监测怀孕母猪抗体。最后1次免疫后15 d,分别用同源ETEC确定的攻毒剂量攻击。结果显示,经2次免疫后,K88、K99、987P、F41对小鼠的免疫保护率与1次免疫没有显著差异(P>0.05);对仔猪,1次免疫跟2次免疫均可显著地降低腹泻指数(P<0.05),2次免疫与1次免疫没有显著差异(P>0.05)。怀孕母猪免疫1周后(产前23 d)抗体开始上升,第2周(产前16 d)达到高峰。2次免疫后抗体迅速回升,第4周(产前2 d)达到最高峰,产后2 d抗体大幅度下跌,几近免疫前水平。二免母猪所产仔猪发病率明显低于一免母猪(P<0.05)。攻毒保护试验和抗体消长规律的结果表明,制备的仔猪大肠杆菌病K88-K99-987P-F41四价亚单位疫苗具有良好的免疫原性,能有效预防仔猪大肠杆菌病的发生。     

Genetic variation at the alpha‐1‐fucosyltransferase (FUT1) gene in Asian wild boar and Chinese and Western commercial pig breeds

Escherichia coli F18 bacteria producing enterotoxins and/or shigatoxin (ETEC/STEC) are main pathogens that cause oedema disease and postweaning diarrhoea in piglets, and alpha‐1‐fucosyltransferase (FUT1) gene has been identified as a candidate gene for controlling the expression of ETEC F18 receptor. The genetic variations at nucleotide position 307 in open reading frame of FUT1 gene in one wild boar breed and 20 western commercial and Chinese native pig breeds were investigated by polymerase chain reaction–restriction fragment length polymorphism. The results showed that the genetic polymorphisms of the FUT1 locus were only detected in western pig breeds and the Chinese Taihu (including Meishan pig, Fengjing pig and Erhualian pig), Huai and Lingao pig breeds; only Duroc and Pietrain possessed the resistant AA genotype, while the wild boar and other Chinese pig breeds only presented the susceptible genotype GG. The results indicated that Chinese native pig breeds lack genetic factors providing resistance to ETEC F18 bacteria. The resistant allele to ETEC F18 might originate from European wild boar. It was inferred that oedema and postweaning diarrhoea caused by ETEC F18 have close relationship with the growth rate, which can explain why on the contrary Chinese native pig breeds have stronger resistance to oedema and postweaning diarrhoea in piglets compared with western pig breeds.     

嗜酸乳杆菌发酵中药对产肠毒素大肠杆菌K88所致腹泻的防治作用

本试验旨在研究嗜酸乳杆菌发酵中药对产肠毒素大肠杆菌（enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC）K88所致腹泻小鼠的影响。选取6~8周龄巴比西小鼠（BALB/c）100只,分为4组,分别为空白对照组（Ⅰ组）、大肠杆菌感染模型组（Ⅱ组）、中药发酵组（Ⅲ组）及中药水提组（Ⅳ组）,其中Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组小鼠均用"抗生素+大肠杆菌"模式造模。Ⅰ、Ⅱ组饲喂不含任何药物的基础日粮,Ⅲ、Ⅳ组分别在基础日粮中添加10%中药发酵液、10%中药水提液。统计分析各组小鼠腹泻率、腹泻指数、免疫器官指数、肠道菌群及细胞因子IFN-γ、IL-4的含量。结果显示,ETEC K88感染小鼠36 h后,与Ⅱ组相比,Ⅲ、Ⅳ组小鼠腹泻指数（P < 0.05）与腹泻率降低,且Ⅲ组腹泻指数显著低于Ⅳ组（P < 0.05）,Ⅲ、Ⅳ组盲肠内大肠杆菌数量较Ⅱ组降低,双歧杆菌及乳酸菌数量提高,且Ⅲ组效果更优;Ⅲ、Ⅳ组的免疫器官指数均高于Ⅰ和Ⅱ组,且与Ⅱ组相比,Ⅲ组的脾脏指数、胸腺指数及肝脏指数分别提高了48.37%、29.57%、36.88%,且差异均显著（P < 0.05）;Ⅲ、Ⅳ组IFN-γ/IL-4比值较Ⅱ组提高,且Ⅲ组高于Ⅳ组。综上所述,乳酸菌发酵中药液具有降低腹泻小鼠腹泻率及腹泻指数,提高免疫器官指数,维持肠道菌群平衡及快速消除体内炎症反应等作用,可为开发防制ETEC所致的仔猪腹泻产品提供参考。     

耐热型产肠毒素大肠杆菌检测方法的建立及应用

为建立检测产肠毒素大肠杆菌（ETEC）耐热型肠毒素STa和STb的纳米金PCR方法,根据ETEC耐热型肠毒素STa和STb的基因序列,用Primer 5.0软件设计了2对特异性引物,优化得到最佳反应条件,并进行灵敏度和特异性的测试.实验结果表明：本文所建立的体系均能扩增到目的条带,灵敏度为47.5 cfu/mL,且特异性良好;所建立的纳米金PCR方法在人工染菌实验中也获得了较高的灵敏度和特异性.     

表达ETEC F41的干酪乳杆菌免疫小鼠后的黏膜免疫应答

将SPF级Balb/c小鼠随机分为免疫组和对照组,免疫组小鼠以pLA-F41/L.casei重组干酪乳杆菌滴鼻免疫,对照组用pLA/L.casei干酪乳杆菌滴鼻免疫,应用间接ELISA测定血清中特异性IgG抗体水平和鼻咽部冲洗液、肠道冲洗液、阴道冲洗液及粪便中ETEC F41特异性SIgA抗体水平.分离并计数NALT、NC及PP、IEL淋巴细胞数目,利用免疫细胞化学法检测CD4+、CD8+T细胞亚群水平,观察重组干酪乳杆菌滴鼻免疫小鼠诱导的鼻相关淋巴组织(NALT)和肠相关淋巴组织(GALT)黏膜部位的免疫应答.结果表明重组干酪乳杆菌滴鼻免疫小鼠可有效诱导NALT和GALT黏膜部位免疫应答.     

猪源肠毒素性大肠杆菌菌毛基因多重PCR检测方法的建立

为了对猪源产肠毒素性大肠杆菌（ETEC）的4种主要菌毛（K88、K99、F41和987p）进行快速检测和分型，建立了检测4种菌毛的多重PCR方法。首先设计合成4对4种菌毛特异性的引物，然后用4种菌毛参考ETEC菌株优化了多重PCR方法。该方法对K88、K99、F41和987p 4种菌毛的扩增产物分别为201，314，380和459bp。对4种扩增产物分别进行酶切鉴定，结果均得到与预期一致的2个片段。对各个参考菌株不同组合的检测结果为100％符合。结果表明，该多重PCR方法具有很好的特异性和敏感性，可用于ETEC性腹泻的辅助诊断及ETEC菌毛抗原分型检测。     

基于猪小肠上皮细胞炎症模型分析产肠毒素大肠杆菌诱导的转录组表达变化

【目的】分析产肠毒素大肠杆菌（enterotoxigenic Escherichia coli，ETEC）诱导猪小肠上皮细胞（IPEC-J2）炎症反应的主要宿主调控基因及相关分子通路，为进一步揭示ETEC感染引发炎症反应的作用机制提供理论依据。【方法】用感染复数（multiplicity of infection，MOI）为100的ETEC菌液感染IPEC-J2细胞，18 h后收集细胞上清，通过ELISA方法检测炎性因子白细胞介素1β（interleukin 1 β，IL-1β）的分泌水平。由Illumina PE150测序平台进行高通量转录组测序，通过edgeR v 3.12.1软件对测序结果进行差异表达分析，利用GOseq和KOBAS 2.0软件对得到的差异表达mRNA进行GO功能和KEGG通路富集分析，随机挑选5条差异表达mRNA，利用实时荧光定量PCR对其验证。【结果】试验成功建立了ETEC感染诱导的IPEC-J2细胞炎症模型。与对照组相比，炎症模型组共发现529条差异表达mRNA，其中236条表达上调，293条表达下调，包括HSP90AA1、CGNL1、CADPS2、EHBP1等免疫相关基因。GO功能分析表明，ETEC感染后差异表达mRNA显著富集于细胞组分和生物过程，包括细胞内成分（intracellular part）、细胞质（cytoplasm）、核成分（nuclear part）、胞内膜结合细胞器（intracellular membrance-bounded organelle）、膜结合细胞器（membrance-bounded orgabelle）及细胞进程（cellular process）等。KEGG通路分析表明，炎症模型中差异表达基因大多数被注释到疾病相关通路及Toll样受体信号通路、mTOR信号通路、细胞周期、黏附连接等免疫相关信号通路。利用实时荧光定量PCR验证随机挑选的5条差异表达mRNA，结果与测序报告中差异表达mRNA变化趋势一致，证明测序结果可信。【结论】HSP90AA1、CGNL1、CADPS2和EHBP1等基因可能在ETEC黏附IPEC-J2细胞并诱导炎症反应中发挥关键作用，并通过Toll样受体、mTOR等信号通路进行免疫调控。研究结果为进一步揭示ETEC感染诱导炎症反应的分子机制及相关调控网络提供参考依据。