副猪嗜血杆菌感染激活Wnt/β-catenin信号通路介导渗出性纤维素炎发生机制的研究

Glässer’s disease caused by Haemophilus. parasuis （HPS）has become the NO. 1 bacterial killer of swine industry worldwide. The consequences of the infections is acute fibrinous exudative inflammation. which is associated with substantial mortality of piglets. Previous study showed that HPS triggered Wnt/β-catenin pathway on PK15 and PUVEC cells, and the downstream/target gene VEGF, which is related with vascular permeability. In this study, we will analyze the details and the roles of Wnt/β-catenin signaling pathways associated with fibrinous exudative inflammation, the structure of adherens junctions regulated by Wnt/β-catenin pathway, the expression of the downstream/target gene, the relationship between Wnt/β-catenin pathway and vascular permeability on the cells infected by HPS, and the crosstalk between Wnt/β-catenin and p38 MAPK pathway by a TCF/LEF luciferase assay System, western blot, Co-IP assay, flow cytometry and confocal laser microscope assay. This study will provide a basis for understanding molecular pathways of fibrinous exudative inflammatory response associated with diseases caused by HPS and the designing of a new effective vaccine and medicine.

当前猪场细菌性疾病的“头号杀手”副猪嗜血杆菌（HPS）给世界养猪业带来巨大的经济损失，造成该病高死亡率的重要原因是是HPS感染引起猪急性渗出性纤维素炎。申请者的前期研究发现HPS感染PK-15/PUVEC细胞可以激活Wnt/β-catenin信号通路并导致细胞粘附连接结构发生断裂，上调和血管通透性相关的VEGF等下游靶基因的表达。鉴于此，本项目拟揭示HPS激活Wnt/β-catenin信号通路的分子细节及其在渗出性纤维素炎中的作用，包括对细胞粘附连接结构的影响、靶基因的生物学意义、VEGF对通路的自我反馈放大调节效应、与p38 MAPK通路的相互作用及通路的放大效应，重点解析HPS感染激活Wnt/β-catenin通路介导血管通透性的改变；为解析HPS感染介导急性渗出性纤维素炎的发生机理和免疫机制奠定基础，为进一步设计安全高效的药物和疫苗提供科学依据。

副猪嗜血杆菌（Haemophilus parasuis, HPS）给世界养猪业带来巨大经济损失，其感染特点是引起仔猪急性渗出性纤维素炎，严重影响器官和组织的生理机能。然而关于HPS引起急性渗出性纤维素炎的分子机制及相关信号传导通路的研究仍十分欠缺。本研究发现HPS感染PK-15细胞可以激活Wnt/β-catenin信号通路并上调和血管通透性相关的下游靶基因的表达，提示Wnt/β-catenin信号通路可能参与调控HPS感染引起的全身性渗出性纤维素炎。进一步研究表明，HPS感染上皮细胞后通过Wnt/β-catenin信号通路，不仅调控了β-catenin和E-cadherin蛋白构成的粘附连接结构，而且诱导了细胞中上皮-间质转换过程的发生，使得上皮细胞的移动性明显增强，细胞间连接作用被减弱，显著破坏上皮细胞的屏障功能。此外，HPS强毒株感染上皮细胞时Wnt/β-catenin通路可以与多个信号通路发生互作效应：Wnt/β-catenin通路通过上调COX-2的表达抑制NF-κB信号通路，调控HPS感染引起的炎症反应；HPS感染通过激活的p38 MAPK信号通路，降低Dickkopf-1基因的表达，进一步激活Wnt/β-catenin信号通路。在猪的血管内皮细胞中，HPS强毒株的感染同样可以激活Wnt/β-catenin信号通路，介导对内皮细胞间由β-catenin和VE-cadherin蛋白构成的粘附连接结构的破坏。本课题深入研究了Wnt/β-catenin通路下游靶基因VEGF在调控内皮细胞间粘附连接结构完整性中的作用，结果表明VEGF在HPS感染时对Wnt/β-catenin通路存在放大反馈调节效应，进一步增强了Wnt/β-catenin通路激活引起的对内皮细胞中AJs结构的破坏效应。本研究为解析HPS感染介导急性渗出性纤维素炎的发生机理和免疫机制奠定基础，为进一步设计安全高效的药物和疫苗提供了科学依据。