乳酸杆菌通过TLRs/NF-κB信号通路调控仔猪免疫功能的研究

Lactobacillus (LAB) could modulate immune function of weaned piglet, however, the effect to TLRs/NF-κB signal pathway is still insufficient. In the present study, artificial infection model to weaned piglet will be built with Escherichia coli. The expression levels of pattern recognition Toll like receptor (TLRs) in the primary immune organs will be detected to infer extracellular receptor mechanism. The antigen presenting cells (APCs) of weaned piglet was selected as model to evaluate the effects on the expression mode of TLRs by pathogenic bacteria infection. Activation of nuclear transcription factor kappa B (NF-κB) and the phosphorylation of its upstream regulatory factor (IκB) will be detected, combining the changes of proinflammatory cytokines in serum of piglet, to clarify intracellular leading protein signal transduction pathway, in which LAB modulates that weaned piglet recognizes pathogenic bacteria. This study will reveal the mechanism of LAB on TLRs/NF-κB signal pathway in piglet immune system.

乳酸杆菌可以调节断奶仔猪的免疫功能，但对机体免疫系统TLRs/NF-κB信号通路的影响研究尚不深入。本研究以大肠杆菌为模式病原，建立病原菌对断奶仔猪的人工发病模型。检测病原菌感染仔猪主要免疫器官Toll样模式识别受体（TLRs）的表达水平，确定乳酸杆菌调节仔猪识别病原菌的胞外受体。以仔猪肠道抗原递呈细胞为免疫细胞模型，通过模式病原感染断奶仔猪，评价其对抗原递呈细胞TLRs表达模式的影响，检测核转录调控因子NF-κB的活化及其上游调节因子IκB的磷酸化，结合仔猪血清促炎性细胞因子的变化，阐明乳酸杆菌调节断奶仔猪识别病原的胞内主导蛋白信号传递途径。通过上述研究，从TLRs/NF-κB信号通路上揭示乳酸杆菌调控断奶仔猪免疫的分子机制。

（1）项目的背景、主要研究内容：.猪大肠杆菌病是由致病性大肠杆菌引起的主要危害仔猪健康的一种多发病。饲料中添加乳酸杆菌能够提高仔猪抗大肠杆菌感染的能力，但是其提高仔猪免疫的分子机制并不十分清楚。TLRs/NF-κB信号通路参与机体早期免疫反应和炎症反应的各阶段，目前对乳酸杆菌的研究主要集中在该信号通路下游各种细胞因子表达量的变化方面，而对该通路上游调控因子的研究较少。本研究以大肠杆菌为模式病原，建立该菌对断奶仔猪的人工发病模型。检测病原菌感染仔猪主要免疫器官Toll样受体（TLRs）的表达水平，确定乳酸杆菌调节仔猪识别病原菌的胞外受体。以仔猪肠道抗原递呈细胞为免疫细胞模型，利用仔猪大肠杆菌人工发病模型，评价乳酸杆菌对抗原递呈细胞TLRs表达模式的影响，检测核转录调控因子NF-κB的活化、关键调节因子p38 MAPK的磷酸化、以及TLRs信号通路上关键负反馈子的表达水平，结合仔猪血清促炎性细胞因子的变化，阐明乳酸杆菌调节断奶仔猪识别病原的胞内主导蛋白信号传递途径，从TLRs/NF-κB信号通路的角度深入揭示乳酸杆菌调控断奶仔猪免疫的分子机制。.（2）重要结果、关键数据及其科学意义：.本项目成功构建了仔猪大肠杆菌人工发病模型。证实了乳酸杆菌降低了主要免疫器官和抗原递呈细胞中TLR2和TLR4的表达水平，抑制了大肠杆菌感染仔猪脾脏中NF-κB和p38 MAPK的磷酸化，降低了大肠杆菌感染仔猪血清中促炎性细胞因子IL-1β、IL-8和TNF-α水平，同时增加了抗炎性细胞因子IL-10的水平，此外，还证实了大肠杆菌下调的TLRs/NF-κB通路中负反馈子能够被乳酸杆菌所扭转。试验结果表明，乳酸杆菌通过TLRs/NF-κB信号通路减轻大肠杆菌感染仔猪的炎症反应，提高仔猪的抵抗力。项目为研究其他益生菌调节畜禽肠道健康提供新的思路和方法参考，为乳酸杆菌作为免疫增强剂在饲粮中的应用提供理论依据，对乳酸杆菌在在仔猪断奶阶段饲粮中的应用具有较大的促进作用。