3.3 ML对PEDV感染3D4/21细胞基因相对表达量的影响


PEDV主要编码三种结构蛋白,分别为PEDV-S、PEDV-M、PEDV-N。本试验中,细胞培养液中全时添加ML使PEDV-S、PEDV-M、PEDV-N基因的相对表达量显著下调(P<0.05),表明全时添加ML可以抑制病毒的复制。然而感染后添加ML却促进了病毒的复制,该结果说明病毒感染前添加ML可能会影响病毒的吸附和入侵,进而影响病毒的复制水平。


IL-6是一种细胞因子,其水平的变化可反映宿主炎症程度。有研究表明,当机体受到损伤后会产生炎性反应,使IL-6水平提高,受到治疗后IL-6水平明显下降,从而抑制炎性反应。IL-8是一类可溶性蛋白质,其生物功能主要涉及炎症反应的调节。当受到外界刺激(细菌、病毒、真菌等生物因素或者氧化应激和非生物因子)时,将会激活相关通路,从而调控IL-8 mRNA的表达,参与组织损伤。IFN-β是I型干扰素的一种,其在宿主防御病毒感染和癌症免疫检测中都起着至关重要的作用。有研究表明,在坦布苏病毒感染时添加外源性的IFN-β,发现IFN-β能抑制坦布苏病毒的增殖。病毒入侵机体后通过与模式识别样受体(PRRs)结合,激活下游信号通路,促进IFN-β的释放。干扰素可以进一步调控下游信号分子,促使抗病毒基因,如MXI和ISG15的表达,从而起到抗病毒的效果。MX1蛋白能够通过GTP酶活性水解病毒核外壳。而ISG15参与了干扰素刺激因子的修饰过程,它有两个主要功能:一种是泛素样功能,能够结合和调节靶蛋白;另一种是自由形式功能,可以在细胞内分泌或作用,主要与细胞因子的产生和免疫细胞的激活有关。IFITM是干扰素的负调控因子,研究表明,它通过抑制病毒包膜与宿主细胞膜的融合,从而抑制病毒的入侵,也能通过促进转录因子IRF3自噬性降解,负调控RLRS介导的I型干扰素产生的信号通路,而IFIT则通过抑制病毒的转录与复制,从而阻断病毒繁殖。


本试验中,在PEDV感染3D4/21细胞24 h时,IL-6、IL-8和IFN-β基因的相对表达量显著上调,说明此时病毒感染已经引起宿主的先天免疫反应,同时,抗病毒蛋白(如MX1、ISG15、IFIT1、IFITM1和IFITM3)基因的相对表达量显著上调,这可能是PEDV颉颃宿主的固有免疫结果。而在PEDV感染3D4/21细胞12 h时,相关的干扰素抗病毒蛋白(MX1、ISG15、IFIT1和IFITM1等)的基因转录水平没有显著性变化,可能是此时PEDV已经建立复杂的免疫逃逸机制,以利于其在宿主细胞生存复制。这一观点在MLRSV感染猪肺泡巨噬细胞模型上也得到了证实。这也可能是PEDV在感染3D4/21细胞12 h达到最高复制水平的原因。根据病毒的生长曲线,可以看出12 h是病毒基因表达水平最高的时间点,但此时的细胞形态并没有像Wang等试验中的IPEC细胞出现明显病变,这可能是因为3D4/21是巨噬细胞的一种,其固有免疫反应比肠上皮细胞强,也说明了先天免疫系统介导的反应是宿主抵抗疾病的一个重要因素,随着感染时间的延长,机体的天然免疫水平也逐渐增强。PEDV感染24 h使IFN-β基因及抗病毒基因MX1、ISG15、IFIT1、IFITM1和IFITM3的相对表达量显著上调,然而ML处理24 h后,这些基因的相对表达量均显著下调,这表明ML加快了3D4/21细胞免疫状态的恢复,从而使天然免疫基因的相对表达量恢复或趋近于control组水平。


MMP13是一种致力于软骨降解的蛋白酶,其在肿瘤细胞的恶化、侵袭等生物学行为方面起着重要作用。本试验中,PEDV感染12 h后使3D4/21细胞MMP13基因的相对表达量显著上调;添加ML后,3D4/21细胞MMP13基因的相对表达量显著下调,说明ML可缓解PEDV感染带来的损害,提高机体修复损伤的潜力。KCNJ13是一种钾离子内向整流蛋白,会通过协助扩散的方式运输葡萄糖、氨基酸等离子。


在本试验中,PEDV感染后添加ML处理12 h,3D4/21细胞KCNJ13基因的相对表达量显著下调,说明ML可以改善腹泻造成的离子通道损伤,使肠道离子平衡。


ML预处理细胞3 h后再进行病毒感染,可以显著降低PEDV基因mRNA水平,说明病毒在3D4/21细胞中的表达受到抑制。ML属于一种中链脂肪酸,前期已有大量的关于ML抗病毒效果的报道,蒋增良研究发现,0~150 mg/kg的ML可诱导C57/BL6小鼠(4周龄)系统内低度炎症,使得促炎因子TNF⁃α、IL-6、IL-1β含量显著升高,抗炎因子白细胞介素-10(IL-10)含量显著降低,进一步说明ML具有抗病毒和缓解炎症反应的作用。本试验中,ML对PEDV病毒感染引起的基因相对表达变化有显著性的回调作用,说明本试验条件下,ML发挥了一定的抗病毒和抗炎的作用,但具体作用机理还有待进一步研究。


4结论


综上所述,在本试验条件下3D4/21细胞培养液中ML的适宜添加浓度为10μmol/L;PEDV可以在3D4/21细胞中复制增殖,其中在病毒感染细胞的12 h时病毒基因的相对表达水平最高;PEDV感染24 h可以促进3D4/21细胞炎性因子和免疫因子的表达,全时添加ML可在一定程度上抑制病毒增殖,并且有助于机体免疫状态的恢复。


十二酸单甘油酯对PEDV感染3D4/21巨噬细胞活性、基因表达的影响(一)

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