DON誘導斷奶仔豬免疫應激的表觀遺傳組學機制研究

《DON誘導斷奶仔豬免疫應激的表觀遺傳組學機制研究》是張海彬為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：DON誘導斷奶仔豬免疫應激的表觀遺傳組學機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張海彬
• 依託單位：南京農業大學

項目摘要

在現代養豬業，黴菌毒素中毒已經成為誘發仔豬早期斷奶應激綜合徵的重要誘因。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）是我國污染穀物和飼料最嚴重的黴菌毒素之一。我們前期研究發現，DON能夠誘導細胞因子和趨化因子過表達，引起免疫應激，損害機體免疫功能。豬是對DON最敏感的動物，但是關於DON誘導豬免疫應激的研究極少，機理不清楚。本課題以DON的靶器官脾臟為切入點，研究DON誘導的免疫應激對斷奶仔豬生長發育、生理和免疫功能的影響；分析DON對T淋巴細胞數量與亞群、增殖與凋亡、免疫球蛋白、細胞因子與趨化因子、免疫相關基因與MAPK信號通路的影響；以表觀遺傳組學為體系，在全基因組範圍內獲取DON誘導斷奶仔豬免疫應激的DNA甲基化譜、組蛋白乙醯化譜和miRNA表達譜數據；通過生物信息學分析，確定關鍵基因和表觀因子，深入闡釋DON誘導斷奶仔豬免疫應激的表觀遺傳組學機制，為有效防治DON中毒提供新的靶點和思路。

結題摘要

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）是一種由鐮刀菌產生的B型單端孢霉烯族毒素，是穀物及穀物製品中最常見的真菌毒素之一。DON可以引起人和動物一系列的不適反應，包括噁心、嘔吐、拒食、生長抑制等，還可以擾亂神經內分泌系統和免疫系統。然而，DON誘導免疫應激機理尚不完全清楚。本研究從DNA甲基化、miRNA測序（miRNA-seq）著手，探索了DON誘導斷奶仔豬免疫應激的表觀遺傳學機制。DON可引起免疫應激，降低斷奶仔豬的生產性能，引起外周血中T淋巴細胞比例、血清中IgG和細胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α顯著上升。提取仔豬脾臟DNA，進行簡化代表性重亞硫酸鹽測序文庫構建測序，對測序結果進行分析，繪製了染色體Promoter和CGIs甲基化圖譜。對差異表達的基因進行GO和KEGG功能富集分析，發現富集差異不顯著，但差異表達基因主要涉及細胞分解代謝調節、細胞增殖負調控、小腦發育和有絲分裂細胞周期調控等生物過程。對豬脾臟進行miRNA-seq，繪製了DON誘導免疫應激斷奶仔豬脾臟的miRNA圖譜，鑑定了差異表達的miRNA，並對這些miRNA的靶基因進行了預測，為深入研究DON誘導斷奶仔豬免疫應激的表觀遺傳學機制提供了新的線索。 腸上皮是抵抗食物污染物的第一道屏障，對黴菌毒素高度敏感。DON通常會引起炎症並影響人類和動物的腸道健康。本研究使用豬腸上皮細胞系（IPEC-J2）研究DON誘導豬腸炎的潛在機制。DON誘導促炎基因表達，增加了IL1A，IL6和TNF-α的蛋白質水平。DON激活ERK1/2，JNK和p38 MAPK的磷酸化。抑制p38減弱了DON誘導的IL6，TNF-α，CXCL2，CXCL8，IL12A，IL1A，CCL20，CCL4和IL15的產生，抑制ERK1/2部分下調IL15和IL6的水平。且p38抑制劑可降低IL1A，IL6和TNF-α的蛋白水平的上調，ERK1/2抑制劑部分減弱IL6的蛋白水平的上調。DON通過激活p38和ERK1/2誘導IPEC-J2細胞中促炎因子的產生。