1α,25-二羟维生素D3调控miR-155-5p提高猪肠道上皮细胞抗轮状病毒作用及机制研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangwei07863
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轮状病毒(Rotavirus,RV)是导致仔猪腹泻的重要病因,给生猪养殖带来严重的疫病风险和损害养猪的经济效益。如何提高仔猪抗RV能力,一直是研究者们所关注的重点问题。近年来的体内、外研究结果都证实维生素D3(Vitamin D3,VD3)提高猪肠上皮细胞的抗RV作用,同时也提示其机制可能与模式识别受体介导的抗病毒天然免疫信号通路有关。1α,25-二羟维生素D3(1α,25-Hydroxyvitamin D3,1,25D3)是VD3在动物体内发挥相关生物学功能的重要活性形式。最近多项研究报道,一些病原体微生物能通过诱导宿主细胞miR-155-5p表达上调来拮抗宿主细胞的天然免疫应答,最终促进感染;有趣的是,1,25D3能通过抑制miR-155-5p的这种诱导表达来调节宿主细胞的天然免疫应答从而有助于病原体的清除。但是,目前1,25D3与miR-155-5p对猪肠上皮细胞抗RV作用的影响与作用机制还未见报道。因此,本研究以OSU株RV感染猪肠上皮细胞系(IPEC-J2)作为研究模型,旨在探究1,25D3对猪肠上皮细胞抗RV感染的影响及其机制,并弄清miR-155-5p是否参与1,25D3的抗RV作用。本研究结果如下:(1)本研究使用不同感染复数(0、1、10、20、40、80)的RV感染IPEC-J2细胞,以探究猪肠上皮细胞中miR-155-5p表达随RV感染复数增加的变化规律。结果发现:猪肠上皮细胞中miR-155-5p表达随RV感染复数的增加而逐渐升高。但是,1,25D3能以剂量依赖的方式抑制RV诱导的miR-155-5p表达上调。这些结果表明1,25D3能抑制RV感染猪肠上皮细胞中miR-155-5p的诱导表达。(2)在RV接种IPEC-J2细胞前后的24h使用四种不同浓度(0、1、10和100 n M)的1,25D3处理,旨在探究1,25D3对猪肠上皮细胞抗RV感染和TBK1/IRF3抗病毒信号通路的影响。结果显示:10 n M和100 n M的1,25D3处理都显著降低了RV mRNA水平和RV抗原浓度(P<0.05);同时显著提高了TBK1和IRF3、IFN-βmRNA的相对表达量以及TBK1和p IRF3蛋白水平、p IRF3/IRF3蛋白比值(P<0.05)。这些结果表明1,25D3能通过促进TBK1/IRF3信号途径的激活而提高猪肠上皮细胞抗RV作用。(3)在RV接种IPEC-J2细胞前24h的时候分别转染miR-155-5p mimic和miR-155-5p inhibitor以及阴性对照物,以探究miR-155-5p对猪肠上皮细胞抗RV感染和TBK1/IRF3抗病毒信号通路的影响。结果显示:过表达miR-155-5p显著提高了细胞中RV mRNA表达水平(P<0.05),同时显著降低了TBK1和IRF3、IFN-βmRNA表达水平和TBK1和p IRF3蛋白水平、p IRF3/IRF3蛋白比值(P<0.05);但是,抑制miR-155-5p表达则结果相反。这些结果表明miR-155-5p可通过负调控TBK1/IRF3信号通路的激活而抑制猪肠上皮细胞的抗RV作用。(4)将miR-155-5p mimic和miR-155-5p inhibitor以及阴性对照物分别转染IPEC-J2细胞而不接种RV,探究miR-155-5p对正常猪肠上皮细胞中TBK1表达的影响。结果显示:过表达miR-155-5p显著降低了TBK1蛋白水平(P<0.05),而抑制miR-155-5p表达则相反(P<0.05);但过表达和抑制miR-155-5p对TBK1 mRNA和TBK1蛋白表达水平均无显著影响(P>0.05)。本试验结果表明miR-155-5p在转录后水平调节猪肠上皮细胞中TBK1的表达。我们推测猪TBK1可能是miR-155-5p的靶标基因。(5)本研究利用特异性引物以猪肝脏总RNA为模板扩增出了猪TBK1 mRNA的3’UTR序列,采用生物信息学分析发现猪TBK1-3’UTR区存在miR-155-5p的一个潜在作用位点,我们将TBK1-3’UTR野生型和突变型序列都通过Xho I和Not I这两个酶切位点插入psi-CHECKTM-2载体质粒而成功构建了TBK1-3’UTR野生型和突变型双荧光素酶报告基因重组质粒。为了鉴定猪TBK1是否为miR-155-5p的直接靶标基因,本试验进一步将TBK1-3’UTR野生型和突变型重组质粒分别与miR-155-5p mimics和miRNA mimic阴性对照物共转染至He La细胞48h。结果显示:转染miR-155-5p mimic显著降低TBK1-3’UTR野生型重组质粒的荧光素酶活性(P<0.05),而转染miR-155-5p对TBK1-3’UTR野生型重组质粒和psi CHECKTM-2 vector的荧光素酶活性都无显著影响(P>0.05)。上述结果证实猪TBK1是miR-155-5p的直接靶标基因。综上所述,猪TBK1是miR-155-5p的直接靶标基因,RV能通过诱导猪肠上皮细胞中miR-155-5p表达上调,从而抑制TBK1/IRF3信号通路的激活和下调IFN-β的转录表达,最终抑制猪肠上皮细胞的抗RV作用。但1,25D3能通过负调节miR-155-5p表达,从而促进TBK1/IRF3信号通路的激活和上调IFN-β的转录表达,最终提高猪肠上皮细胞的抗RV作用。
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