2016-10-08
梅山猪是我国优良地方品种太湖猪的一个品系，以高繁殖力和肉质鲜美著称。它也是经济杂交或培育新品种的最大优良亲本，是世界公认的宝贵猪种遗传资源。而产肠毒素大肠杆菌F18是引起梅山断奶仔猪细菌性痢疾和猪水肿病的主要病原菌。本文通过转录组分析易感染和抵抗力强的梅山仔猪十二指肠，发现198个表达差异基因，差异基因主要富集在免疫系统通路。
先前有研究仅仅是从细胞水平分析产肠毒素大肠杆菌，并不能详细揭露仔猪中细菌性痢疾的调节机制；还有研究以小鼠模型代替仔猪模型，也未在有痢疾症状小鼠的粪便中找到大肠杆菌F18。此次研究采用梅山同胞仔猪作为生物模型，通过饲养大肠杆菌F18菌株，并采用一系列的检测，确定大肠杆菌F18-抵抗个体和易感染的个体。利用Illumina公司HiSeq平台分别对大肠杆菌F18-抗性和敏感的梅山猪十二指肠进行转录组测序，分析结果显示有抵抗组仔猪对比敏感组，共198个差异基因，125个表达上调，73个表达下调。不管上调还是下调基因都参与到免疫系统过程，GO富集分析显示免疫系统过程是最重要一个通路；KEGG富集分析显示差异基因主要富集在“免疫系统”通路（15.94%）和“疾病感染”通路(10.87%)。根据富集度，发现“免疫系统”中一个叫做TLR4-调节Toll-like受体信号的通路(TLRs)，CD14，OPN，CXCL11基因明显富集在此通路。通常意义上TLRs能感知小肠内的微生物种群，并启动促炎性信号通路抵抗微生物病原体的入侵。此外，“疾病感染”通路中发现，CD14基因显著富集在致病性大肠杆菌感染途径和沙门氏菌感染途径。CD14--作为一个关键上游先天免疫分子，与仔猪的革兰氏阴性脓毒症早期的炎症和止血反应有关。研究表明，TLR信号通路，尤其是CD14基因，在感染大肠杆菌F18的仔猪中可能扮演重要的角色。
此次研究通过转录组分析对大肠杆菌F18抵抗性和敏感性的同胞梅山仔猪，确定了仔猪体内应对大肠杆菌F18感染的分子调控机制和关键基因，为进一步研究本地猪如何提高对大肠杆菌F18的抵抗力提供依据和策略。
本研究是扬州大学动物科学与技术学院包文斌教授课题组与派森诺生物共同合作，在Nature旗下的Scientific Reports（影响因子5.228）发表的论文，就仔猪抵抗大肠杆菌F18的分子调节机制进行了深入研究。在未来的研究中，研究人员将利用CRISPR /Cas9技术进一步分析TLR4信号通路基因的功能和重要功能基因（如CD14基因），来证实这些基因是否影响感染大肠杆菌F18的仔猪的抵抗力。
原文检索：
Wu, Z. et al. CD14 in the TLRs signaling pathway is associated with the resistance to E. coliF18 in Chinese domestic weaned piglets. Sci. Rep. 6,24611.
