肠道水盐代谢相关转运载体在断奶仔猪ETEC腹泻中的作用机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    31501967
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    朱翠
  • 依托单位：
    广东省农业科学院农业生物基因研究中心
  • 学科分类：
    C1705.动物营养学
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) is one of the major causes for diarrhea in weaned piglets. Previous studies in human and mice suggested that intestinal transporters associated with water and electrolytes metabolism, such as aquaporins (AQPs), sodium/glucose cotransporter 1 (SGLT1), sodium hydrogen exchanger (NHE), cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), sodium and potassium chloride common transporter (NKCC) and so on, are closely related to the pathologies and development of diarrhea. This study is conducted to determine effects of ETEC K88 challenge and zinc oxide regulations on the expression and localization changes of these intestinal transporters both in piglets and poricine intestinal epithelial cells (IPEC-J2), by applying quantitative PCR, western blotting, and immunohistochemistry techniques. Meanwhile, agonist, analog, and inhibitor of cAMP are used to determine the possible regulative roles of cAMP in the expression of these transporters in IPEC-J2 cells. The results of current study will help clarify the possible mechanism of ETEC diarrhea in weaned piglets, and play great significance in livestock health and production.
肠毒性大肠杆菌 (ETEC) 是引起断奶仔猪腹泻的最主要原因之一，但其腹泻机理尚未完全清楚。在人和鼠上研究发现，肠道水盐代谢相关转运载体，如水通道蛋白(AQPs)、钠-葡萄糖共转运载体1 (SGLT1)、钠-氢交换体 (NHE)、氯离子通道囊性纤维化跨膜转运调节体 (CFTR)和钠-钾-氯共转运体(NKCC)等的表达与分布变化与腹泻发生过程密切相关。本课题通过ETEC K88攻毒模型，进行仔猪试验和肠上皮细胞培养试验，采用实时定量PCR、蛋白质印迹、免疫组织化学等技术，从组织、细胞和分子水平系统研究ETEC腹泻仔猪肠道水盐代谢相关转运载体的表达和分布变化，同时研究高剂量氧化锌对其变化的营养调控作用；并通过化学激动剂和阻断剂等方法探讨cAMP信号通路在调控ETEC感染的猪肠上皮细胞水盐代谢转运载体表达中的作用。本研究将对揭示ETEC腹泻发生的机制，促进养猪生产健康发展具有重要意义。

结项摘要

肠毒性大肠杆菌 (Enterotoxigenic Escherichia coli, ETEC) 是引起断奶仔猪腹泻的最主要原因之一，给养猪业造成了巨大的经济损失。腹泻的本质是肠道中水和电解质的吸收和分泌功能紊乱，导致机体水盐代谢异常，该过程常与水分与离子转运载体变化有关。但是，肠道水盐代谢相关转运载体的变化是否与断奶仔猪ETEC腹泻发生有关及其调控机制还有待研究证实。本项目通过建立仔猪ETEC K88腹泻模型，结合仔猪肠上皮细胞（IPEC-J2）体外培养试验，通过测定仔猪肠道和肠上皮细胞的水盐代谢转运载体表达变化，同时研究了氧化锌、小檗碱缓解仔猪腹泻和调节肠道健康的作用效果。结果发现，水盐代谢转运载体在仔猪胃肠道不同部位的基因表达情况有所差异，其中空肠和回肠部位AQP3和AQP11表达最丰富。ETEC K88攻毒显著改变了仔猪不同肠段的水盐代谢转运载体的表达，提示水盐代谢转运载体可能在ETEC K88腹泻过程中发挥中重要作用。高剂量氧化锌对仔猪的空肠和回肠黏膜的转运载体均无显著性影响，但添加小檗碱显著降低了仔猪腹泻率，并显著增加了ETEC攻毒仔猪肠道黏膜水盐代谢转运载体的mRNA表达量（如NHE3、ENaC、AQP7、AQP10等）。荧光定量、Western blotting和免疫荧光结果显示，ETEC K88攻毒后IPEC-J2细胞的AQP3 AQP9、AQP11表达显著下降，进一步分析发现ETEC K88对肠道水盐代谢转运载体的影响作用可能与cAMP-PKA信号通路有关。本研究结果将对阐释仔猪大肠杆菌性腹泻的机制提供理论支撑，并为禁抗大背景下仔猪断奶腹泻的营养调控措施提供新思路。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（1）
仔猪胃肠道内分泌细胞分布与化学感应作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    动物营养学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱翠;杨俊;蒋宗勇;陈庄
  • 通讯作者：
    陈庄
水通道蛋白在调节肠道健康中的作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    动物营养学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱翠;白银山;陈庄;蒋宗勇
  • 通讯作者：
    蒋宗勇
Expression, Distribution and Role of Aquaporin Water Channels in Human and Animal Stomach and Intestines.
水通道蛋白水通道在人和动物胃和肠道中的表达、分布和作用
  • DOI：
    10.3390/ijms17091399
  • 发表时间：
    2016-08-29
  • 期刊：
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Zhu C;Chen Z;Jiang Z
  • 通讯作者：
    Jiang Z
Dietary High Zinc Oxide Modulates the Microbiome of Ileum and Colon in Weaned Piglets.
日粮中高含量氧化锌可调节断奶仔猪回肠和结肠的微生物组
  • DOI：
    10.3389/fmicb.2017.00825
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Yu T;Zhu C;Chen S;Gao L;Lv H;Feng R;Zhu Q;Xu J;Chen Z;Jiang Z
  • 通讯作者：
    Jiang Z
Effect of yeast Saccharomyces cerevisiae supplementation on serum antioxidant capacity, mucosal sIgA secretions and gut microbial populations in weaned piglets
补充酿酒酵母对断奶仔猪血清抗氧化能力、粘膜sIgA分泌和肠道微生物群的影响
  • DOI：
    10.1016/s2095-3119(16)61581-2
  • 发表时间：
    2017-09
  • 期刊：
    Journal of Integrative Agriculture
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Cui Zhu;Li Wang;Shaoyong Wei;Zhuang Chen;Xianyong Ma;Chuntian Zheng;Zongyong Jiang
  • 通讯作者：
    Zongyong Jiang

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其他文献

考虑量测时滞和相关噪声的网络化数据融合
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  • 发表时间：
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  • 通讯作者：
    朱翠

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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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