锌营养调控蛋鸡输卵管免疫功能的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31672443
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    张炳坤
  • 依托单位：
    中国农业大学
  • 学科分类：
    C1705.动物营养学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The health of reproductive tract (especially oviduct) is the guarantee for efficient production of high quality products. Oviduct mucosal immune system of laying hens is the first effective barriers for microorganisms and actively participate in maintaining the stability of the reproductive physiology and the food safety of the eggs. Zinc (Zn) was shown an important function in immunity, and can improve mucosal immune function. Therefore, it has important theoretical and practical significance to study the regulating effects of Zn on oviduct mucosal immune function in layer hens. The purpose of this project is to prolong the cycle of laying hens through enhancing the oviduct mucosal immune function by improving Zn nutritional status. At first, we will study the relationship between the Zn nutritional status (including difference in Zn digestion and absorption function, and the distribution of Zn in tissues) and immune function of layer hens. Next, we will study the effects of dietary Zn level and/or Zn source on the immune function and health status of the oviduct in laying hens, and its related molecular mechanism. Lastly, we will study whether the effects of Zn on oviduct mucosal immune function is through ZnR/GPR39-A20 and the molecular mechanism by using siRNA technology to interfere the key genes and the related signal molecule.
生殖道（特别是输卵管）健康是蛋鸡高效生产优质产品的保证。输卵管黏膜免疫作为机体抵御外界病原微生物入侵生殖道的第一道屏障，对维持蛋鸡生殖生理稳定和保障蛋源食品安全具有重要的作用。锌具有重要的免疫调节功能，能提高黏膜免疫功能。因此，通过锌营养调控蛋鸡输卵管免疫机能的研究具有重要理论和实践指导意义。本项目计划通过改善蛋鸡锌营养状况、提高输卵管免疫功能，实现延长蛋鸡产蛋周期的目的。首先比较研究不同生理阶段蛋鸡锌消化吸收功能以及体内分布的差异等锌营养状况与蛋鸡免疫功能的联系；开展日粮锌营养水平和/或不同化合物锌对蛋鸡输卵管免疫机能和健康状况的调控作用，揭示锌营养影响蛋鸡输卵管黏膜免疫的分子机制。然后，运用siRNA技术干扰关键基因和调控通路，研究锌是否通过ZnR/GPR39-A20调控输卵管黏膜上皮免疫及其通路的分子机制。

结项摘要

生殖道（特别是输卵管）健康是蛋鸡高效生产优质产品的保证。输卵管黏膜免疫作为机体抵御外界病原微生物入侵生殖道的第一道屏障，对维持蛋鸡生殖生理稳定和保障蛋源食品安全具有重要的作用。锌具有重要的免疫调节功能，能提高黏膜免疫功能。因此，通过锌营养调控蛋鸡输卵管免疫机能的研究具有重要理论和实践指导意义。本研究通过动物饲养试验和体外细胞模型，研究了日粮中添加锌改善蛋鸡锌营养状况、提高输卵管免疫功能，实现延长蛋鸡产蛋周期的目的。结果表明，不同周龄蛋鸡在锌离子吸收转运和蛋壳钙化相关通路等方面存在差异，检测到176个和383个差异表达的lncRNAs和mRNAs。此外，还鉴定了差异lncRNAs的顺式和反式调控靶基因，构建了由13个差异lncRNAs和24个差异mRNAs的表达网络。GO和KEGG数据库的功能注释分析表明，差异lncRNAs和mRNAs富集在“phosphate-containing compound metabolic process”, “protein modification process”, “mitochondrial proton-transporting ATP synthase complex”, “inorganic anion transport”以及其他一些与蛋壳钙化和角质化相关通路。推测FGF14、COL25A1、GPX8和SLC家族成员是影响蛋壳品质的关键基因。还比较了不同周龄蛋鸡输卵管单细胞特性，相关结果在进一步分析。日粮中添加锌能够提高蛋鸡的蛋壳强度，上调蛋鸡十二指肠和壳腺锌转运载体的表达。同时，日粮锌能增加蛋鸡特异性抗体生成能力改善蛋鸡的体液免疫，并通过增加外周血 T细胞亚群数量增强蛋鸡的细胞免疫功能。锌通过GPR39激活了PKCζ参与的紧密连接分子ZO-1及E-cadherin的表达，通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路促进了细胞分化以及紧密连接蛋白ZO-1的表达，进而改善了屏障功能，提高蛋鸡健康。通过该研究已发表SCI收录论文3篇, 申请发明专利1项，培养研究生2名；项目按时按质圆满完成。这个研究在揭示了锌调控输卵管免疫功能的部分相关机制。但蛋鸡输卵管的体外研究模型及营养调控详细机理等问题值得进一步深入研究。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Effects of organic zinc on broiler intestinal permeability and integrity in Clostridium perfringens–challenged condition
有机锌对产气荚膜梭菌攻击条件下肉鸡肠道通透性和完整性的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Poultry Science
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Jingjing Sun;Cheng Zhang;Bingkun Zhang
  • 通讯作者：
    Bingkun Zhang
Zinc Supplementation, via GPR39, Upregulates PKC zeta to Protect Intestinal Barrier Integrity in Caco-2 Cells Challenged by Salmonella enterica Serovar Typhimurium
通过 GPR39 补充锌可上调 PKC zeta，以保护受到肠沙门氏菌鼠伤寒血清型攻击的 Caco-2 细胞的肠道屏障完整性
  • DOI：
    10.3945/jn.116.243238
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Journal of Nutrition
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Shao Yu-Xin;Lei Zhao;Wolf Patricia G.;Gao Yan;Guo Yu-Ming;Zhang Bing-Kun
  • 通讯作者：
    Zhang Bing-Kun
The Effects of Flavomycin and Colistin Sulfate Pre-Treatment on Ileal Bacterial Community Composition, the Response to Salmonella typhimurium and Host Gene Expression in Broiler Chickens
黄霉素和硫酸粘菌素预处理对肉鸡回肠细菌群落组成、鼠伤寒沙门氏菌反应及宿主基因表达的影响
  • DOI：
    10.3390/microorganisms7110574
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    MICROORGANISMS
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    He Yang;Yang Yanyan;Dong Yuanyang;Yan Changliang;Zhang Bingkun
  • 通讯作者：
    Zhang Bingkun

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Effects of dietary lipids and Clostridium butyricum on serum lipids and lipid-related gene expression in broiler chickens
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Animal
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    张炳坤
  • 通讯作者：
    张炳坤
Effects of dietary lipids and Clostridium butyricum on the performance and the digestive tract of broiler chickens
日粮脂质和丁酸梭菌对肉鸡生产性能和消化道的影响
  • DOI：
    10.1080/1745039x.2011.568274
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Archives of Animal Nutrition
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    张炳坤
  • 通讯作者：
    张炳坤

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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