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应激是机体为防御外界环境应激源或机体内部突变刺激而启动的一种积极性自我保护生理反应,此时机体积极主动的适应环境变化、维持机体稳态平衡。畜禽生产中,适度的应激可以不断调整优化机体的免疫应答反应能力,但是超出机体承担负荷的应激,轻者影响机体内部的稳态平衡,干扰机体正常的生长发育,重者则破坏机体免疫应答反应系统,引起免疫抑制,危害畜禽的机体健康,给畜禽养殖产业带来巨大的经济损失。因此,探索家禽应激性免疫抑制发生的根本分子调控机制已经成为研究热点。
本试验基于前期构建的地塞米松诱导的免疫抑制模型,通过RNA-seq技术鉴定地塞米松处理前后法氏囊器官miRNA和mRNA,然后进行miRNA、mRNA和靶基因关联分析,确定在地塞米松处理的法氏囊组织中显著性下调表达的miRNA:gga-miR-146a-5p,为后续功能分析的miRNA:通过生物信息学软件综合预测gga-miR-146a-5p的靶基因,结合基因功能注释结果,筛选确定与免疫应答反应相关的候选靶基因IRAK2;然后,本试验在细胞水平上探讨了地塞米松对gga-miR-146a-5p表达模式的影响,并通过分别转染gga-miR-146a-5pmimics/inhibitor以及与地塞米松,脂多糖共处理试验验证了gga-miR-146a-5p对HD11细胞系免疫应答反应的影响;利用生物信息学预测IRAK2与gga-miR-146a-5p的结合位点,构建其野生型与突变型载体,结合双荧光素酶报告系统与体外转染gga-miR-146a-5p对候选靶基因IRAK2基因表达水平的影响,验证了gga-miR-146a-5p与IRAK2基因的靶向关系;在HD11细胞系中干扰IRAK2基因后,检测细胞内细胞因子的表达量情况,探讨IRAK2在免疫应答反应过程中的作用。主要试验结果如下:
1.地塞米松处理前后,法氏囊器官中共鉴定出88个显著差异表达的miRNA和935个显著差异表达的mRNA,并筛选出参与家禽法氏囊免疫调控的候选miRNA:gga-miR-146a-5p。
2.地塞米松处理HD11细胞显著抑制gga-miR-146a-5p的表达。
3.CCK-8、EDU、周期和凋亡结果表明gga-miR-146a-5p能够促进HD11细胞的增殖,抑制细胞的凋亡。
4.Gga-miR-146a-5p与地塞米松共处理试验表明,gga-miR-146a-5p协同地塞米松诱导相关免疫因子下调表达。
5.Gga-miR-146a-5p与脂多糖共处理试验表明,gga-miR-146a-5p拮抗LPS诱导的相关免疫因子上调表达。
6.双荧光素酶报告结果表明IRAK2是gga-miR-146a-5p的靶基因。
7.HD11细胞中干扰IRAK2的表达,能显著抑制HD11细胞中免疫相关细胞因子的表达。
综上所述,与空白对照组相比,地塞米松处理组中gga-miR-146a-5p的表达量显著下调;gga-miR-146a-5p可显著降低鸡HD11细胞系内免疫相关细胞因子的表达量;gga-miR-146a-5p能够靶向结合IRAK2基因,且能够抑制其表达;IRAK2基因显著抑制胞内免疫相关因子的表达量。由此可见,gga-miR-146a-5p可能通过靶向抑制IRAK2基因的表达实现对免疫应答反应的调控作用。这一发现为探索鸡应激性免疫抑制调控机制提供了理论依据。
本试验基于前期构建的地塞米松诱导的免疫抑制模型,通过RNA-seq技术鉴定地塞米松处理前后法氏囊器官miRNA和mRNA,然后进行miRNA、mRNA和靶基因关联分析,确定在地塞米松处理的法氏囊组织中显著性下调表达的miRNA:gga-miR-146a-5p,为后续功能分析的miRNA:通过生物信息学软件综合预测gga-miR-146a-5p的靶基因,结合基因功能注释结果,筛选确定与免疫应答反应相关的候选靶基因IRAK2;然后,本试验在细胞水平上探讨了地塞米松对gga-miR-146a-5p表达模式的影响,并通过分别转染gga-miR-146a-5pmimics/inhibitor以及与地塞米松,脂多糖共处理试验验证了gga-miR-146a-5p对HD11细胞系免疫应答反应的影响;利用生物信息学预测IRAK2与gga-miR-146a-5p的结合位点,构建其野生型与突变型载体,结合双荧光素酶报告系统与体外转染gga-miR-146a-5p对候选靶基因IRAK2基因表达水平的影响,验证了gga-miR-146a-5p与IRAK2基因的靶向关系;在HD11细胞系中干扰IRAK2基因后,检测细胞内细胞因子的表达量情况,探讨IRAK2在免疫应答反应过程中的作用。主要试验结果如下:
1.地塞米松处理前后,法氏囊器官中共鉴定出88个显著差异表达的miRNA和935个显著差异表达的mRNA,并筛选出参与家禽法氏囊免疫调控的候选miRNA:gga-miR-146a-5p。
2.地塞米松处理HD11细胞显著抑制gga-miR-146a-5p的表达。
3.CCK-8、EDU、周期和凋亡结果表明gga-miR-146a-5p能够促进HD11细胞的增殖,抑制细胞的凋亡。
4.Gga-miR-146a-5p与地塞米松共处理试验表明,gga-miR-146a-5p协同地塞米松诱导相关免疫因子下调表达。
5.Gga-miR-146a-5p与脂多糖共处理试验表明,gga-miR-146a-5p拮抗LPS诱导的相关免疫因子上调表达。
6.双荧光素酶报告结果表明IRAK2是gga-miR-146a-5p的靶基因。
7.HD11细胞中干扰IRAK2的表达,能显著抑制HD11细胞中免疫相关细胞因子的表达。
综上所述,与空白对照组相比,地塞米松处理组中gga-miR-146a-5p的表达量显著下调;gga-miR-146a-5p可显著降低鸡HD11细胞系内免疫相关细胞因子的表达量;gga-miR-146a-5p能够靶向结合IRAK2基因,且能够抑制其表达;IRAK2基因显著抑制胞内免疫相关因子的表达量。由此可见,gga-miR-146a-5p可能通过靶向抑制IRAK2基因的表达实现对免疫应答反应的调控作用。这一发现为探索鸡应激性免疫抑制调控机制提供了理论依据。