乳酸杆菌对猪肠上皮细胞免疫调节效应及NF-κB信号靶点解析

乳酸杆菌为应用最早、研究最多的益生菌种之一，广泛应用于畜禽养殖。但是，目前研究集中于菌种筛选和应用效果评价，而乳酸杆菌对动物肠道的实际免疫调节效应未引起足够关注。因此，毫不惊奇，体外筛选获得的益生菌种对动物没有形成理想的益生作用。仔猪由于肠道免疫应激多发，乳酸杆菌免疫调节功能尤为重要。本项目拟采用申请者从仔猪肠道分离获得的具有高粘附能力的乳酸杆菌，通过构建猪小肠上皮细胞体外培养体系，分析乳酸杆菌对猪小肠上皮细胞免疫调节效应和LPS诱导免疫反应的保护作用；采用RT-PCR和Western-blot检测乳酸杆菌对NF-κB信号通路分子转录和表达的影响，结合信号通路化学和抗体阻断技术，解析乳酸杆菌免疫调节作用的NF-κB信号通路关键分子和靶点。旨在查明乳酸杆菌对仔猪肠上皮细胞的免疫调节效应及其信号转导调节机制，为开发和利用高效乳酸杆菌等益生菌提供理论基础，对促进仔猪健康具有重要的现实意义。

乳酸杆菌为应用最早、研究最多的益生菌种之一，广泛应用于畜禽养殖。但是，目前研究集中于菌种筛选和应用效果评价，而乳酸杆菌对动物肠道的实际免疫调节效应未引起足够关注。因此，毫不惊奇，体外筛选获得的益生菌种对动物没有形成理想的益生作用。仔猪由于肠道免疫应激多发，乳酸杆菌免疫调节功能尤为重要。.项目主要开展如下研究：（1）乳酸杆菌及其不同成分（表面蛋白、保外多糖和核酸）对猪肠上皮细胞免疫调节功能效应研究和LPS诱导免疫反应的保护作用；（2）研究乳酸杆菌对NF-κB信号通路分子转录和表达的影响，分析乳酸杆菌对猪肠上皮细胞免疫调节作用的信号通路；（3）以信号通路化学阻断技术，解析和验证乳酸杆菌免疫调节作用的NF-κB信号通路关键分子和靶点；（4）构建小鼠和仔猪的脂多糖（LPS）致敏模型，分析验证乳酸杆菌对LPS致敏小鼠和仔猪肠道的免疫保护作用及机制；（5）以人源化肠道微生物的无菌仔猪模型，分析验证乳酸杆菌对仔猪肠道微生态和粘膜免疫的调节作用及信号机制。.研究结果发现鼠李糖乳酸杆菌LGG通过调控猪肠上皮细胞TLR受体（TLR2、TLR4和TLR9）mRNA水平，同时抑制炎性相关细胞信号通路（NF-κB信号通路、p38MAPK信号通路和ERK1/2信号通路），从而降低致炎性免疫因子IL-6、IL-12和TNF-α mRNA水平，进而减轻炎症反应，发挥益生效应。LGG的表面蛋白SLP和胞外多糖EPS发挥肠道免疫调控作用，未甲基化CpG ODN发挥免疫刺激作用。乳酸杆菌粘附力影响肠道免疫调控作用，与高粘附力乳酸杆菌ZJ617相比，低粘附力乳酸杆菌ZJ615与LGG具有类似，对LPS致敏小鼠肠道炎症反应和炎症激活信号（NF-κB信号通路、p38MAPK信号通路和ERK1/2信号通路）具有更好的缓解作用。乳酸杆菌LGG缓解腹腔注射LPS致炎仔猪的肠道炎症反应和炎性信号，从而发挥益生菌效应。乳酸杆菌LGG能够减轻由病毒攻毒引起的仔猪肠道微生态失衡，不同剂量乳酸杆菌对肠道菌群和免疫关系的调控复杂；LGG对肠道免疫信号调节与剂量有关，低剂量比高剂量能更有效激活TLR9信号通路。.通过项目研究，阐明乳酸杆菌对仔猪肠上皮细胞的免疫调节效应及其信号转导调节机制，为开发和利用高效乳酸杆菌等益生菌提供理论基础，对促进仔猪健康具有重要科学意义和指导作用。