胎儿期感染PCV2新生仔猪肠粘膜淋巴细胞凋亡的分子机制研究

Lymphocytes apoptosis in immune organs caused by PCV2 is the primary lesion in its host, however, little is known about this mechanism up to day. According to the study of ours, by immunohistochemistry, we found that PCV2 antigen signals were observed in some apoptotic cells but not in all of them. Therefore, we may suggest that there are 2 ways for PCV2 inducing lymphocytes apoptosis. The first is PCV2 replication leads directly viral lesion to lymphocytes, the second is apoptotic genes regulate the lymphocytes apoptosis through cellular signals transduction by indirect way. The lesion of lymph tissues of intestine is the main cause which induces the secondary infection by bacteria and viruses in intestine, resulting higher mortality in piglets. The Apoptosis of lymphocytes in piglests' intestine caused by PCV2 are focused in this study.The gene microarray and iTRAQ will be used to explore the molecular mechanism of lymphocytes apoptosis in immune tissues of intestine when PCV2 infection in its host.

猪圆环病毒2型(PCV2)对宿主病理损伤的主要特征是免疫淋巴细胞凋亡，但至今其相关机制仍不十分清楚。据我们研究发现：经免疫组化检测，多数（60%左右）凋亡的淋巴细胞可见病毒抗原阳性信号，但也有部分（约40%）凋亡的淋巴细胞未见病毒抗原信号。由此可以推测：PCV2诱导淋巴细胞凋亡一方面可能是病毒直接作用于细胞，另一方面可能存在细胞凋亡基因通过信号传导调控淋巴细胞凋亡。肠道淋巴组织损伤是肠道发生继发感染的重要原因，新生仔猪胎儿期感染PCV2不可避免地造成肠道免疫体系受损，仔猪在出生后因肠道免疫力低下而频发肠道病原继发感染，致死亡率增高。本项目侧重于对感染PCV2的新生仔猪肠粘膜淋巴细胞凋亡的研究，运用基因芯片和iTRAQ技术，探明基因调控(上调与下调)和细胞蛋白质的变化在PCV2感染过程中对宿主肠道免疫淋巴细胞凋亡的调控作用。

猪圆环病毒2型(PCV2)对宿主损伤的主要特征是淋巴细胞凋亡，肠道淋巴损伤是肠道发生继发感染的重要原因，新生仔猪胎儿期感染PCV2不可避免造成肠道免疫体系受损，因频发肠道病原继发感染而致死亡率增高。本项目针对感染PCV2的新生仔猪肠粘膜淋巴细胞凋亡研究，运用RNA-SEQ信息采集，探明基因调控(上调与下调)、以及micRNA的表达在PCV2感染过程中对宿主肠道淋巴细胞凋亡和肠道免疫的作用或影响。为此，我们进行了以PCV2跨越胎盘传递，研究胎儿期感染PCV2的新生仔猪肠淋巴组织病理损伤；淋巴细胞凋亡与T细胞亚型变化；PCV2对新生仔猪小肠细胞因子的影响；肠道淋巴细胞RNA-SEQ信息分析。结果表明: PCV2诱导感染宿主淋巴细胞凋亡明显，PCV2感染仔猪与对照组相比，其肠淋巴细胞凋亡率显著高于对照组，CD8+ 细胞百分比增高 (P < 0.05), CD4+ 细胞百分比降低(P < 0.01)，致CD4+/ CD8+ 比率下降，IFN-γ下降（P ＜0.01），IL4增高（P ＜0.05）。 RNA-SEQ结果分析表明：111个差异表达基因在两个试验组中出现频率较高，进一步挖撅出与细胞凋亡相关的基因有DAB2，EAF2，F13A1，CSF1R，FCMR，IDO1和 IL18，与免疫相关的基因有CCL8，FTH1，CCL5，CCL17，C1QB，CCL22。通过对上述基因的功能注释、以及它们与生物信息网络的关联，预测PCV2诱导新生仔猪肠道粘膜免疫抑制及肠淋巴细胞凋亡的机制可能为：PCV2感染导致机体IL-18的上调并诱导ERK酶的活化，活化的ERK1/2酶进入细胞核作用于NE-KB等转录因子，从而上调相关基因（CCL22，CCL8）的表达，进而诱导机体炎症反应和免疫抑制的发生。同时，PCV2感染导致IL-18和DAB2的上调，导致JNK信号通路和P13K信号通路的激活，诱导了肠淋巴细胞凋亡的发生。 .本研究的科学意义在于初步探明了肠淋巴细胞凋亡、以及CD4+/CD8+比率下降为新生仔猪感染PCV2肠道免疫失衡的重要指标。IL-18，CCL22，CCL8基因的上调是PCV2诱导机体炎症发生和免疫抑制的分子机制。