鼠李糖乳杆菌调节ETEC腹泻仔猪肠黏膜Th17和Treg细胞应答的分子机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31472242
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    88.0万
  • 负责人：
    朱要宏
  • 依托单位：
    中国农业大学
  • 学科分类：
    C1806.兽医传染病学
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Piglet diarrhea seriously threatens the healthy development to pig industry. Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) is a major cause of weanling piglet diarrhea induced by Escherichia coli. Dose-dependent amelioration of ETEC-induced diarrhea in piglets by Lactobacillus rhamnosus GG (LGG), which might be closely related with regulating host immune responses, especially the differentiation of CD4+ T lymphocytes. Forkhead box P3 (FOXP3)+ Treg cells and FOXP3- IL-10-secreting Treg type 1 cells (Tr1-like cells) are particularly important in the intestine. In the present study, the models of ETEC-induced weanling piglet diarrhea (in vivo assay) and cell research (in vitro assay) will be established. Our objectives are to reveal the molecular mechanisms of LGG regulating Th17 and Treg (regulatory T) cell responses in the intestinal mucosa of piglets via: 1) evaluating effects of LGG on Toll-like receptors (TLRs)/Nod-like receptors (NLRs), cytokines, transcription factors (STAT, FOXP3, FOXO1) and IgA, subsets of innate lymphoid cells (ILCs) and CD4+ T cells in piglets orally infected with ETEC. 2) examining whether thymic stromal lymphopoietin (TSLP), TGF-beta and IL-10 could induce the differentiation of CD4+ T cells into FOXP3+ Treg cells and Tr1-like cells and regulate Th17 response. 3) understanding the interactions of LGG with ETEC, and host cells (ie intestinal epithelial cells and dendritic cells). 4) investigating whether LGG inhibits the ETEC-induced nuclear factor-kappaB activation. The study can provide scientific basis for rational use of LGG and effective prevention of piglet diarrhea in pig industry.
仔猪腹泻严重威胁养猪业的健康发展，肠毒性大肠杆菌(ETEC)在断奶仔猪腹泻中占重要地位。鼠李糖乳杆菌（LGG）剂量依赖改善仔猪ETEC腹泻，这可能与其对宿主免疫应答调控尤其CD4+ T细胞分化密切相关。本项目拟建立断奶仔猪ETEC腹泻模型，并结合运用肠上皮细胞和树突状细胞体外模型，旨在通过研究：1. LGG对仔猪肠黏膜TLR和NLR表达，细胞因子、转录因子和IgA水平，肠黏膜先天淋巴样细胞、T细胞亚群分布及其应答的影响；2. 胸腺基质淋巴细胞生成素、TGF-beta和IL-10在促使T细胞向FOXP3+ Treg或Tr1-like方向分化以及调节Th17应答中的作用；3. LGG与ETEC、宿主细胞间的互作；4. LGG是否抑制了ETEC介导的NFkappaB活化。揭示LGG调节仔猪肠黏膜Th17和Treg细胞应答的分子机制，为养猪业合理利用LGG并有效防治仔猪腹泻提供科学依据。

结项摘要

仔猪腹泻严重威胁养猪业的健康发展，肠毒性大肠杆菌(ETEC)在断奶仔猪腹泻中占重要地位。鼠李糖乳杆菌（LGG）剂量依赖改善仔猪ETEC腹泻，这可能与其对宿主免疫应答调控尤其CD4+ T细胞分化密切相关。鼠李糖乳杆菌（LGG）能有效降低ETEC导致的仔猪腹泻率，但LGG对仔猪肠黏膜TLR和NLR表达，细胞因子、转录因子和IgA水平，肠黏膜先天淋巴样细胞、T细胞亚群分布及其应答的影响并不清楚。本项目通过建立断奶仔猪ETEC腹泻模型，并结合运用肠上皮细胞和树突状细胞体外模型，对以下内容进行了研究：1. LGG对仔猪肠黏膜TLR和NLR表达，细胞因子、转录因子和IgA水平，肠黏膜先天淋巴样细胞、T细胞亚群分布及其应答的影响；2. 胸腺基质淋巴细胞生成素、TGF-β和IL-10在促使T细胞向FOXP3+ Treg或Tr1-like方向分化以及调节Th17应答中的作用；3. LGG与ETEC、宿主细胞间的互作；4. LGG是否抑制了ETEC介导的NF-kB活化。揭示了LGG调节仔猪肠黏膜Th17和Treg细胞应答的分子机制，为养猪业合理利用LGG并有效防治仔猪腹泻提供科学依据。目前，本项目相关研究工作已发表SCI论文9篇。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Lactobacillus rhamnosus GG Affects Microbiota and Suppresses Autophagy in the Intestines of Pigs Challenged with Salmonella Infantis.
鼠李糖乳杆菌 GG 影响婴儿沙门氏菌感染猪肠道内的微生物群并抑制自噬
  • DOI：
    10.3389/fmicb.2017.02705
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Zhang W;Zhu YH;Yang GY;Liu X;Xia B;Hu X;Su JH;Wang JF
  • 通讯作者：
    Wang JF
Lactobacillus rhamnosus GR-1 Ameliorates Escherichia coli-Induced Inflammation and Cell Damage via Attenuation of ASC-Independent NLRP3 Inflammasome Activation
鼠李糖乳杆菌 GR-1 通过减弱不依赖于 ASC 的 NLRP3 炎性体激活来改善大肠杆菌诱导的炎症和细胞损伤。
  • DOI：
    10.1128/aem.03044-15
  • 发表时间：
    2016-02-01
  • 期刊：
    APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Wu, Qiong;Liu, Ming-Chao;Zhu, Yao-Hong
  • 通讯作者：
    Zhu, Yao-Hong
Oral Administration of Lactobacillus rhamnosus GG Ameliorates Salmonella Infantis-Induced Inflammation in a Pig Model via Activation of the IL-22BP/IL-22/STAT3 Pathway.
口服鼠李糖乳杆菌 GG 通过激活 IL-22BP/IL-22/STAT3 通路改善猪模型中婴儿沙门氏菌引起的炎症
  • DOI：
    10.3389/fcimb.2017.00323
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Frontiers in cellular and infection microbiology
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Yang GY;Yu J;Su JH;Jiao LG;Liu X;Zhu YH
  • 通讯作者：
    Zhu YH
Oral Administration of a Select Mixture of Bacillus Probiotics Affects the Gut Microbiota and Goblet Cell Function following Escherichia coli Challenge in Newly Weaned Pigs of Genotype MUC4 That Are Supposed To Be Enterotoxigenic E. coli F4ab/ac Receptor
口服特定的芽孢杆菌益生菌混合物会影响基因型 MUC4 的新断奶猪在大肠杆菌攻击后的肠道微生物群和杯状细胞功能，这些猪被认为是产肠毒素大肠杆菌 F4ab/ac 受体
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Applied and Environmental Microbiology
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Zhang W;Zhu YH;Zhou D;Wu Q;Song D;Dicksved Johan;Wang JF
  • 通讯作者：
    Wang JF
A Selected Lactobacillus rhamnosus Strain Promotes EGFR-Independent Akt Activation in an Enterotoxigenic Escherichia coli K88-Infected IPEC-J2 Cell Model.
选定的鼠李糖乳杆菌菌株在产肠毒素大肠杆菌 K88 感染的 IPEC-J2 细胞模型中促进 EGFR 独立的 Akt 激活
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0125717
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhang W;Zhu YH;Yang JC;Yang GY;Zhou D;Wang JF
  • 通讯作者：
    Wang JF

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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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