色氨酸促进断奶仔猪肠黏膜β-防御素表达的信号通路及对致病性大肠杆菌的防御机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772610
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1705.动物营养学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

β-defensin, which is an important component of the chemical barrier of intestinal mucosa, can effectively prevent the invasion of pathogenic microorganisms. Previous studies showed that tryptophan have special role in promoting the expression of β-defensin in intestinal mucosa, however, the specific mechanism is not clear. The preliminary work of this project demonstrated that tryptophan and its metabolite kynurenine take the responsibility for the up-regulated expression of β-defensin in the porcine intestinal mucosa. According to the finding, the applicant of this project presents two hypothesized signaling pathways. However, the mechanisms of Rheb and AHR and the roles of AKT mediating the signaling pathways for the tryptophan-promoted expression of β-defensin in porcine small intestine epithelial cells need to be further studied. Therefore, combining with in vitro and in vivo tests and applying the technologies of RNA interference and gene overexpression, this project will address the following objectives: (i) to determine the mechanisms of Rheb and AHR mediating the signaling pathways for the tryptophan-promoted expression of β-defensin in porcine small intestine epithelial cells; (ii) to identify the roles of AKT regulating the tryptophan-promoted expression of β-defensin in porcine small intestine epithelial cells; (iii) to verify the defense mechanisms of the tryptophan-promoted expression of β-defensin in piglet small intestinal mucosa against pathogenic Escherichia coli. The implementation of the project finally will reveal the key proteins and conduction pathways that mediate the tryptophan-promoted expression of β-defensin in porcine small intestine epithelial cells, elucidate the defense mechanisms of the tryptophan-promoted expression of β-defensin in piglet intestinal mucosa against pathogenic Escherichia coli, and provide the theoretical references for defending against intestinal pathogen infection and keeping intestinal health of weaned piglets.
β-防御素是肠黏膜化学屏障的重要组成部分,能有效抑制病原菌。已有研究表明,色氨酸具有促进肠黏膜β-防御素表达的特殊功能,但机理不详。申请人前期研究表明,色氨酸自身及其代谢产物犬尿氨酸均可促进肠黏膜β-防御素的表达。根据这一发现,项目组提出两条信号通路假设,其中Rheb与AHR的介导机理及AKT的调控作用有待进一步研究。本项目结合体内与体外试验,以RNA干扰和过表达为调控手段,拟开展以下研究:①Rheb和AHR介导色氨酸促进猪小肠上皮细胞β-防御素表达的机理;②AKT在色氨酸促进猪小肠上皮细胞β-防御素表达过程中的调控作用;③色氨酸促进仔猪小肠黏膜β-防御素表达对致病性大肠杆菌的防御机制。本项目最终揭示介导色氨酸促进猪小肠上皮细胞β-防御素表达的关键蛋白及传导路径,并阐明色氨酸促进仔猪肠黏膜β-防御素表达对致病性大肠杆菌的防御机制,为抵御仔猪肠道致病菌感染及维持肠道健康提供理论参考。

结项摘要

肠黏膜β-防御素能有效防御病原性微生物的侵袭。已有研究表明色氨酸促进肠黏膜β-防御素表达与NF-κB和mTOR信号通路相关,申请人前期研究表明色氨酸自身及其代谢产物犬尿氨酸均可促进肠黏膜β-防御素的表达,但在色氨酸促进仔猪肠黏膜β-防御素表达的信号通路中,Rheb与AHR的介导机理和AKT的调控作用机制仍需进一步研究。本项目以细胞与动物为研究模型,以 RNA干扰为调控手段,开展以下研究:①Rheb和AHR介导色氨酸促进猪小肠上皮细胞β-防御表达的机理;② AKT在色氨酸促进猪小肠上皮细胞β-防御表达过程中的调控作用;③色氨酸促进断奶仔猪肠黏膜β-防御素表达对致病性大肠杆菌的防御机制。结果发现:色氨酸促进猪小肠上皮细胞BD表达的信号通路为(1)Trp-Kyn-AHR- IL-17-PI3K/PDK1-AKT1-IKKα-NF-κB-S6K1/4EBP1-BD;(2)Trp-Rheb-mTOR- S6K1/4EBP1-BD。含0.35%色氨酸的玉米和豆粕日粮能改善断奶仔猪生长性能、肠粘膜屏障完整性和肠道微生物生态,防御产毒性大肠杆菌ETEC的致病作用。本项目揭示介导色氨酸促进猪小肠上皮细胞β-防御素表达的关键蛋白及传导通路,并阐明色氨酸促进仔猪肠黏膜β-防御素表达对致病性大肠杆菌的防御机制,为日粮色氨酸防御致病菌与维持仔猪肠道健康提供理论依据与参考。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
The effects of dietary sodium butyrate supplementation on the growth performance, carcass traits and intestinal microbiota of growing-finishing pigs
日粮添加丁酸钠对生长肥育猪生长性能、胴体性状及肠道菌群的影响
  • DOI:
    10.1111/jam.14612
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Sun, W.;Sun, J.;Sun, Z.
  • 通讯作者:
    Sun, Z.
Effects of Dietary Yucca Schidigera Extract and Oral Candida utilis on Growth Performance and Intestinal Health of Weaned Piglets.
日粮丝兰提取物和口服产朊假丝酵母对断奶仔猪生长性能和肠道健康的影响
  • DOI:
    10.3389/fnut.2021.685540
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in nutrition
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Yang Z;Wang Y;He T;Ziema Bumbie G;Wu L;Sun Z;Sun W;Tang Z
  • 通讯作者:
    Tang Z
Protective effects of taurine on growth performance and intestinal epithelial barrier function in weaned piglets challenged without or with lipopolysaccharide
牛磺酸对没有或有脂多糖攻击的断奶仔猪生长性能和肠上皮屏障功能的保护作用
  • DOI:
    10.1071/an16249
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Animal Production Science
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Tang Zhiru;Liu Jinyan;Sun Zhihong;Li Jinlong;Sun Weizhong;Mao Junxia;Wang Yao
  • 通讯作者:
    Wang Yao
Isolation, identification, and function of Pichia anomala AR2016 and its effects on the growth and health of weaned pigs. 2020. Animals. 2021, 11, 1179.
异常毕赤酵母AR2016的分离、鉴定、功能及其对断奶仔猪生长和健康的影响。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Animals
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Yajun Ma;Junxia Mao;Zhihong Sun;Weizhong Sun;Hong Hu;Jie Yin;Zhiru Tang
  • 通讯作者:
    Zhiru Tang
一种猪胃肠道内容物与粪便微生物梯度离心分离方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    动物营养学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李金龙;王瑶;马娅君;陈庆菊;卢昌文;唐志如
  • 通讯作者:
    唐志如

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其他文献

单细胞转录组测序在家畜生产中的应用
  • DOI:
    10.16303/j.cnki.1005-4545.2022.02.31
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨震国
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
    黄瑞林;唐志如;李丽立;印遇龙;李铁军
  • 通讯作者:
    李铁军
抗菌肽buforinⅡ的研究进展
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    印遇龙;冯泽猛;唐志如;黄瑞林
  • 通讯作者:
    黄瑞林
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    黄瑞林;唐志如;印遇龙;孙志洪;张友明
  • 通讯作者:
    张友明
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业现代化研究
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张彬;张复生;李丽立;印遇龙;唐志如;耿梅梅
  • 通讯作者:
    耿梅梅

其他文献

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NLRP6/IL18轴介导牛磺酸促进断奶仔猪肠黏膜ANG4分泌以维护肠道稳态机制研究
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    32372894
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    2023
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    面上项目

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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

        graph TD
          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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