2016-10-08
梅山豬是我國優良地方品種太湖豬的一個品系，以高繁殖力和肉質鮮美著稱。它也是經濟雜交或培育新品種的最大優良親本，是世界公認的寶貴豬種遺傳資源。而產腸毒素大腸桿菌F18是引起梅山斷奶仔豬細菌性痢疾和豬水腫病的主要病原菌。本文通過轉錄組分析易感染和抵抗力強的梅山仔豬十二指腸，發現198個表達差異基因，差異基因主要富集在免疫系統通路。
先前有研究僅僅是從細胞水平分析產腸毒素大腸桿菌，并不能詳細揭露仔豬中細菌性痢疾的調節機制；還有研究以小鼠模型代替仔豬模型，也未在有痢疾癥狀小鼠的糞便中找到大腸桿菌F18。此次研究采用梅山同胞仔豬作為生物模型，通過飼養大腸桿菌F18菌株，并采用一系列的檢測，確定大腸桿菌F18-抵抗個體和易感染的個體。利用Illumina公司HiSeq平臺分別對大腸桿菌F18-抗性和敏感的梅山豬十二指腸進行轉錄組測序，分析結果顯示有抵抗組仔豬對比敏感組，共198個差異基因，125個表達上調，73個表達下調。不管上調還是下調基因都參與到免疫系統過程，GO富集分析顯示免疫系統過程是最重要一個通路；KEGG富集分析顯示差異基因主要富集在“免疫系統”通路（15.94%）和“疾病感染”通路(10.87%)。根據富集度，發現“免疫系統”中一個叫做TLR4-調節Toll-like受體信號的通路(TLRs)，CD14，OPN，CXCL11基因明顯富集在此通路。通常意義上TLRs能感知小腸內的微生物種群，并啟動促炎性信號通路抵抗微生物病原體的入侵。此外，“疾病感染”通路中發現，CD14基因顯著富集在致病性大腸桿菌感染途徑和沙門氏菌感染途徑。CD14--作為一個關鍵上游先天免疫分子，與仔豬的革蘭氏陰性膿毒癥早期的炎癥和止血反應有關。研究表明，TLR信號通路，尤其是CD14基因，在感染大腸桿菌F18的仔豬中可能扮演重要的角色。
此次研究通過轉錄組分析對大腸桿菌F18抵抗性和敏感性的同胞梅山仔豬，確定了仔豬體內應對大腸桿菌F18感染的分子調控機制和關鍵基因，為進一步研究本地豬如何提高對大腸桿菌F18的抵抗力提供依據和策略。
本研究是揚州大學動物科學與技術學院包文斌教授課題組與派森諾生物共同合作，在Nature旗下的Scientific Reports（影響因子5.228）發表的論文，就仔豬抵抗大腸桿菌F18的分子調節機制進行了深入研究。在未來的研究中，研究人員將利用CRISPR /Cas9技術進一步分析TLR4信號通路基因的功能和重要功能基因（如CD14基因），來證實這些基因是否影響感染大腸桿菌F18的仔豬的抵抗力。
原文檢索：
Wu, Z. et al. CD14 in the TLRs signaling pathway is associated with the resistance to E. coliF18 in Chinese domestic weaned piglets. Sci. Rep. 6,24611.
