热应激诱导HSP70抑制鸡NFκB进入胞核降低先天免疫反应

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq279301979
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热应激影响鸡的免疫力,导致组织损伤,从而降低生产性能,给畜禽行业带严重的经济损失。热应激常引起HSP70蛋白高表达。哺乳类动物HSP70在胞外促进NK细胞和DC细胞递呈抗原到T细胞发生免疫反应,但在胞内则是对巨噬细胞先天免疫反应通路中TRAF6、IKK、JNK和NFκB起抑制作用,进而抑制炎症信号级联反应。因家禽的免疫机制与哺乳类动物的免疫系统存在着重大差别,关于家禽热应激蛋白如何影响先天免疫反应仍未见有相关报导。所以,本研究的目的是阐明热应激下HSP70对家禽先天免疫影响的分子机制,为解决饲养和运输过程中热应激危害鸡免疫力问题提供理论依据,具有一定的创新和实际意义。本研究先利用组织切片和q PCR等的方法观察热应激对肉鸡关键器官组织的影响,再采用鸡外周血单核巨噬细胞分别进行过表达HSP70基因、热应激实验和转录组测序分析等方法研究热应激下HSP70如何影响鸡先天免疫反应。结果发现,(1)慢性热应激会导致鸡大脑、心脏和腿肌组织损伤和炎症反应,胸腺和法氏囊淋巴细胞增多,免疫反应增强。快大型的隐性白羽洛克鸡各组织器官受损程度比地方鸡种灵山鸡的严重,出现的免疫反应也较灵山鸡的明显。当隐性白羽洛克鸡遭受急性热应激时,脾脏、胸腺和法氏囊的热应激蛋白基因表达迅速,胸腺和法氏囊部分先天免疫基因表达上升,但脾脏先天免疫相关基因表达被抑制,脾脏热应激反应比先天免疫反应发生快且明显,推测前者可能对后者有抑制作用。热应激蛋白HSP70和HSP25表达量较高,HSP70表达受HSP25抑制,但两者都能对细胞凋亡有减缓作用,它们可能通过抑制细胞凋亡的手段来提高受应激组织的细胞的抗逆性。(2)在转录水平上,过表达HSP70基因会抑制NFκB基因表达,这一抑制过程与甲型流感通路和MAPK信号通路等有关。对热应激刺激的巨噬细胞上清培养液检测HSP70的释放量,发现热应激诱导巨噬细胞的HSP70蛋白不会释放于胞外影响其它正常细胞的免疫反应,排除了胞外影响的情况。研究胞内HSP70发现它能抑制先天免疫反应中的NFκB在核内的表达,并且发现在活体SPF鸡的胸腺和脾脏HSP70对NFκB基因表达也有抑制的趋势。可见热应激前期鸡巨噬细胞的先天免疫反应增强,但热应激后期巨噬细胞先天免疫反应减弱,这一过程是如何被调控?(3)基于以上问题,对SPF鸡组织和巨噬细胞进行不同时长的热应激处理后发现,在热应激前期(1-2 h),胸腺、脾脏和法氏囊的免疫反应均增加,巨噬细胞先天免疫反应增强,各种HSPs开始高表达;在热应激后期(4-6 h),胸腺、脾脏和法氏囊的免疫反应均减弱,巨噬细胞先天免疫反应减弱。在整个热应激过程中发现,HSP70表达在热应激中期(3 h)达到高峰,此时对NFκB表达抑制最明显。在热应激后期NFκB依旧能发生磷酸化,但可能无法进入细胞核结合靶基因的启动子或增强子,从而无法使热应激后期先天免疫反应增强;此时磷酸化的NFκB可能因胞内应激压力增大而发生错误折叠,然后磷酸化的HSP70结合错误折叠蛋白以增强巨噬细胞的抗逆性。此外,全转录组测序分析进一步说明,在热应激前期,一些lnc RNA通过上调NFκB参与MAPK信号通路,或CTSK和IRF5基因受多种s RNA调控引起表达上调,circ RNA上调dynamin、Rab4、Rab11和VBS37基因使巨噬细胞吞噬能力增强,进而使先天免疫反应在热应激前期增强。在热应激后期,存在一些mi RNA对先天免疫相关基因TIR、TOLLIP、MAP3K8和TLR1LA受进行调控,这可能促使先天免疫反应下降。综上所述,热应激对鸡组织器官造成损伤,但细胞可能会通过凋亡来减弱炎症反应。HSP25和HSP70能缓解细胞凋亡,从而增强机体抗逆性。在热应激前期,先天免疫反应增强可能通过lnc RNA调控NFκB参与MAPK信号通路来实现,或CTSK和IRF5基因受多种s RNA调控引起表达上调,circ RNA上调dynamin、Rab4、Rab11和VBS37基因使巨噬细胞吞噬能力增强;在热应激中期,先天免疫反应开始减弱,这是通过胞内HSP70表达高峰抑制NFκB入核来实现,其中磷酸化HSP70可能结合胞浆中热应激诱导的错误折叠磷酸化NFκB引起炎症因子基因转录无法被促进;在热应激后期存在mi RNA调控TIR,TOLLIP,MAP3K8和TLR1LA等相关免疫基因从而降低鸡巨噬细胞先天免疫反应。总之,在热应激影响鸡先天免疫反应的过程中,HSP70对NFκB的抑制作用是引起先天免疫反应减弱的重要因素。
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