肉种鸡锌营养影响子代肉鸡肠粘膜免疫的表遗传机制

In newlyhatched chicks, the immune system and function are not well developed. Therefore, studies on early or maternal nutrition on immunity of broiler chickens are very important. In mammals, Zn finger protein A20 regulated by Zn levels plays an important role in intestinal mucosal immunity via inactivation of NF-κB signal pathway, and maternal Zn supplementation could decrease susceptibility to disease in progeny. The immunity of progeny can be affected by maternal nutrition through fetal epigenetic reprogramming.The poultry is ovipara and quite different from mammals. The objective of this project is to explore the molecular,esp. the epigenetic mechanism of the effects of Zn nutritional status of broiler breeders and offspring chicks on the intestinal mucasal immunity of the offspring chicks through testing the expression of zinc finger protein A20 and components of NF-κB pathway, and DNA methylation and histone acetylation in A20 promotor regions of the offspring small intestine in vitro and the primary intesyinal epithelia cells culture in vivo, and to compare the nutritional effects of organic and inorganic zinc compounds.

新生雏鸡免疫系统发育不完善，免疫抗病机能低下，肠道疾病常见，饲料利用效率不佳，因此，有关早期营养促进免疫机能快速发育理论和技术的研究具有重要意义。在哺乳动物的研究表明，锌指蛋白A20可通过抑制NF-κB信号通路来调节哺乳动物的肠粘膜免疫；母体摄入适量的微量元素锌可降低子代对疾病的易感性；母体营养影响子代的免疫是通过胎儿的程序化反应或表观遗传重编程实现的。家禽属卵生动物，与哺乳动物差异很大。本项目拟在肉种鸡日粮中添加不同化合物（有机和无机）和不同剂量锌，通过检测子代肉鸡小肠锌指蛋白A20和NF-κB信号通路相关因子表达以及A20的DNA甲基化和组蛋白乙酰化水平，同时探讨不同锌营养水平日粮对来源于不同锌营养状态种鸡的子代肉鸡的肠粘膜免疫机能的调节作用，并进行体外肠上皮原代细胞培养试验，揭示锌营养是否通过A20发挥免疫调节作用及其表遗传机制，并比较有机锌和无机锌的营养作用。

畜禽肠道免疫机能与肠道健康的营养调节理论和技术措施对于安全高效养殖生产至关重要。本项目研究了一种重要的畜禽免疫机能调节营养素微量元素锌通过种鸡调节子代早期肠道免疫和肠道健康的作用以及分子生物学机制。首先探讨了45周龄Ross 308种母鸡日粮中添加有机锌对子代肉鸡全身免疫以及肠黏膜免疫机能的影响，种鸡日粮充足锌营养可升高新生子代血清IgY、IgA、NDV和IBDV抗体的浓度以及14日龄时外周血单核细胞的LPS刺激指数，有机锌比无机锌具有更显著的改善效果；还可改善子代肉鸡的空肠形态，增加sIgA的分泌，提高黏蛋白Mucin 2和锌指蛋白A20的表达、抑制NF­κB p65、TNF-α、IL-1β的转录，同时上调PCNA的蛋白表达，下调Caspase 3的蛋白表达，降低A20启动子区域的DNA甲基化但增加了组蛋白H3K9的乙酰化水平，增强了子代肉鸡的肠黏膜免疫机能。其次，在子代肉鸡15日龄时对其腹腔注射LPS，上调脾脏和空肠IL-8、IL-1β、TNF-α、NF-κB p65和A20的mRNA水平；肉种鸡日粮添加有机锌显著抑制LPS诱导的脾脏和空肠NF-κB p65的转录以及炎性细胞因子的基因表达；子代肉鸡在LPS攻毒后肠道上皮完整性变差、屏障通透性变大，肉种鸡日粮中添加100 mg/kg的无机锌或有机锌可显著缓解子代肉鸡在LPS攻毒后的肠道屏障功能损伤，有机锌组改善肠道屏障功能的效果好于无机锌组。第三，通过对鸡原代肠上皮细胞进行体外培养，应用RNA干扰A20基因沉默技术研究发现，肠上皮细胞感染A20基因RNA干扰病毒后，A20的蛋白表达显著下调，IL-1β、IL-8、TNF-α的基因表达和蛋白分泌显著升高，同时加剧LPS诱导的IL-8、IL-1β的转录上调和IL-1β、TNF-α的蛋白分泌增加；补锌并不能改善由于A20基因沉默导致的胞浆中A20、NF-κB p65蛋白表达下调和胞浆中P-NF-κB p65、P-IκBα蛋白表达上调以及胞核中P-NF-κB p65的蛋白表达升高。应用A20基因过表达技术，A20腺病毒感染肠上皮细胞极显著提高A20的基因表达，极显著降低IL-1β、IL-8和TLR4的基因表达;补锌可显著降低IL-1β的表达量，显著提高NF-κB p65的表达量。揭示了锌通过A20-NF-κB p65信号通路缓解LPS诱导的鸡肠上皮细胞炎症反应的机制。