ACE2对猪流行性腹泻病毒体外感染传代猪小肠上皮细胞的影响

为探究血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)在猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)感染仔猪过程中发挥的作用,本研究通过转录组学分析仔猪肠道ACE2在PEDV感染前后表达的变化情况,然后利用猪小肠上皮细胞(porcine intestinal epithelial cells, IPEC-J2细胞)模型,通过RT-qPCR、Western blot检测PEDV感染后ACE2的mRNA、蛋白表达水平的变化。过表达与抑制表达ACE2后通过RT-qPCR、Western blot、TCID50检测PEDV复制水平。结果显示,PEDV感染IPEC-J2后ACE2的mRNA及蛋白表达水平均显著下调,与转录组学结果一致。过表达ACE2组PEDV感染量显著上升,抑制表达ACE2组PEDV感染量显著下降。本研究在细胞水平上验证了ACE2在PEDV感染过程中的作用,即PEDV感染能够使ACE2表达量下降,在IPEC-J2细胞中过表达ACE2能提高PEDV复制水平,抑制ACE2的表达可降低PEDV复制水平。

黄芩苷酯化物缓解H_(2)O_(2)诱导的猪小肠上皮细胞(IPEC-J2)氧化应激反应的研究

试验旨在探讨黄芩苷酯化物(BE)对H_(2)O_(2)诱导的IPEC-J2细胞氧化应激的缓解作用及其分子机制。采用CCK-8法检测细胞活性筛选出黄芩苷酯化物的适用浓度;采用ELISA法检测细胞中活性氧(ROS)水平、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量;采用qPCR法检测细胞中HO-1和NQO-1 mRNA的表达量;采用WB法检测胞浆Nrf2蛋白、胞核Nrf2蛋白和HO-1的蛋白表达水平;免疫荧光法检测Nrf2蛋白入核情况。结果显示,BE的适用浓度为10、20、40 mmol/L;与对照组相比,H_(2)O_(2)组中ROS、MDA含量显著升高(P<0.05);SOD、CAT活性显著下降(P<0.05);胞浆Nrf2蛋白与胞核Nrf2蛋白表达量显著升高(P<0.05);HO-1 mRNA的表达量显著升高(P<0.05);NQO-1 mRNA(P<0.05)表达量显著降低。与H_(2)O_(2)组相比,中、高剂量BE显著降低ROS、MDA含量(P<0.05);低、中、高剂量BE显著提高SOD、CAT活性(P<0.05);中剂量BE显著升高胞浆Nrf2蛋白的表达(P<0.05);低、中、高剂量BE显著升高胞核Nrf2蛋白的表达(P<0.05);中、高剂量BE显著升高HO-1 mRNA的表达量(P<0.05),低、中、高剂量均可显著升高HO-1蛋白表达;低、中、高剂量BE显著升高NQO-1 mRNA表达量(P<0.05)。研究表明,BE可以通过激活Nrf2信号通路发挥抗氧化作用。

猪圆环病毒2型感染对猪小肠上皮细胞Claudin-1蛋白和闭锁小带蛋白-1基因mRNA表达的影响

紧密连接在维持肠道黏膜完整性和免疫系统正常发挥功能中作用重大。【目的】旨在探讨猪圆环病毒2型(PCV2)感染对猪小肠上皮细胞(IPEC)紧密连接的影响。【方法】利用基因克隆获得Claudin-1蛋白和闭锁小带蛋白-1 (ZO-1)基因的重组质粒并建立荧光定量RT-PCR标准曲线;利用所建立的方法检测PCV2感染的IPEC中Claudin-1蛋白和闭锁小带蛋白-1mRNA的动态变化。【结果】构建的两种紧密连接蛋白基因的重组质粒荧光定量RT-PCR标准曲线线性关系良好,相关系数均达0.99以上。PCV2感染的IPEC中Claudin-1蛋白和ZO-1mRNA表达在4、12、24、48、72h均显著下降。【结论】PCV2感染可抑制猪小肠上皮细胞紧密连接蛋白相关基因的表达,破坏细胞间的紧密连接,增加肠道通透性。

猪流行性腹泻病毒在稳定表达猪ACE2基因的IPEC-J2细胞中的增殖研究

为获得稳定表达猪源血管紧张素转换酶2(ACE2)的细胞株,用以增殖猪流行性腹泻病毒(PEDV)。构建了稳定表达猪源ACE2的猪小肠上皮细胞系(IPEC-J2),并对PEDV在该细胞上的增殖进行了分析。将重组表达质粒pCMV3-porcine-ACE2-GFP转染至IPEC-J2细胞后,经潮霉素B筛选和单克隆细胞培养,获得IPEC-J2-ACE2细胞系。通过荧光定量RT-PCR和Western blot对单克隆细胞中ACE2基因的mRNA转录和蛋白表达水平进行鉴定。以PEDV-WH株感染IPEC-J2-ACE2细胞,通过间接免疫荧光试验和荧光定量RT-PCR检测发现,PEDV-WH株在IPEC-J2-ACE2细胞中比在IPEC-J2细胞中的增殖能力高。

复方参术对TGEV感染仔猪小肠黏膜上皮细胞凋亡因子Bcl-2/Bax的影响

探讨中药复方参术对感染猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)的猪小肠粘膜上皮细胞(SIEC)中凋亡因子Bcl-2/Bax表达水平的影响。体外增殖TGEV,用TGEV感染SIEC为模型进行体外试验,试验分为复方参术组、空白对照组、模型组、苦参碱组,分别于加药后2h、4h、8h、12h、24h、48h、72h,用荧光显微镜观察细胞凋亡情况,应用qRT-PCR和western blot检测Bcl-2与Bax表达水平。与空白对照组相比,模型组的SIEC发生了明显的细胞病变效应(CPE);与模型组比,复方参术组与苦参碱组细胞病变得到改善,复方参术组效果更加明显;与空白对照组相比,模型组Bcl-2 mRNA表达量极显著减少(P<0.01),复方参术组表达量增加极显著(P<0.01);与空白对照组相比,模型组Bax mRNA表达量极显著上调(P<0.01),复方参术组表达量减少(P<0.01)。这与Bcl-2/Bax蛋白表达水平检测到的结果一致。复方参术很可能通过上调SIEC Bcl-2 mRNA和蛋白的表达,下调Bax mRNA和蛋白的表达,从而抑制TGEV引起的SIEC凋亡。

胰腺再生蛋白Ⅲγ在猪小肠上皮细胞中的表达调控机理

选取不同浓度(0、10^(4)、10^(5)、10^(6)、10^(7)、10^(8)、10^(9)cfu/mL)的灭活金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和不同质量浓度(0.0、0.1、1.0、10.0μg/mL)的肽聚糖(PG)诱导猪小肠上皮细胞(IPEC–J2),通过q PCR和免疫印迹试验,检测RegⅢγmRNA和蛋白的表达水平,分析RegⅢγ及P65、P38、c–Jun氨基末端激酶(JNK)、细胞外调节蛋白激酶(ERK)等的表达变化,进一步探究RegⅢγ表达调控的分子机理。结果表明:灭活S.aureus和PG对IPEC–J2的细胞活力均有抑制作用;与不添加灭活S.aureus处理相比,添加灭活S.aureus可增加RegⅢγmRNA和蛋白的表达,且呈现剂量依赖性,当灭活S.aureus浓度达到10;cfu/mL时,RegⅢγmRNA和蛋白的表达水平极显著增加;同样PG也能诱导RegⅢγ蛋白的表达,与不添加PG的处理相比,添加1.0μg/mL PG时,RegⅢγmRNA和蛋白表达水平极显著升高;与不添加灭活S.aureus或PG的处理相比,添加10^(9)cfu/mL灭活S.aureus或1.0μg/mL PG能显著或极显著提高IPEC–J2的P65、P38、JNK、ERK等蛋白的表达水平,表明RegⅢγ在IPEC–J2中的表达可能是由髓样分化初级应答蛋白(MyD88)下游的核转录因子κB(NF–κB)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)2条信号通路途径所调控。

感染产肠毒素大肠杆菌的猪小肠上皮细胞microRNA表达谱分析

试验旨在探索产肠毒素大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)感染猪小肠上皮细胞(IPEC-J2)诱导的microRNA(miRNA)表达谱变化,为解析宿主miRNA在ETEC感染过程中的调控作用提供理论基础。利用Illumina 6000 Novoseq SE50测序平台分别对ETEC感染前后的IPEC-J2进行高通量测序,用Bowtie与参考基因组比对,用DESeq R Package进行miRNA差异性分析。通过miRanda和RNAhybid共同预测差异表达miRNA的靶基因,对差异表达miRNA靶基因进行GO功能和KEGG通路分析。随机选取5个miRNAs,对测序结果进行实时荧光定量PCR验证。结果显示,IPEC-J2在感染前后的sRNA文库经过滤分别得到12889260和11203056条clean reads。感染前后文库中,miRNA所占比例最高,分别为73.16%和54.10%;分别有97.98%和69.83%长度为18~40 nt的sRNA可比对到参考基因组,表明测序质控良好。长度在22~24 nt的序列大部分首位碱基偏向U,2~8位点出现频率最高的碱基分别为AGCUUAU。共发现311个已知miRNAs,128个新miRNAs。在2个文库中,长度为23 nt的miRNA序列占比最高,分别为41.42%和23.56%。感染后共筛选到140个差异表达miRNAs,其中74个表达上调,66个表达下调。GO分析表明,miRNA靶基因显著富集于代谢过程、正向调节代谢过程、细胞成分或生物合成、免疫系统、细胞内部分和细胞器等功能。KEGG分析表明,差异表达miRNA靶基因显著富集于赖氨酸降解、生产IgA的肠道免疫网络、NF-κB信号通路和T细胞受体信号通路等。实时荧光定量PCR验证结果表明,随机选取的5个miRNAs表达趋势与测序结果一致,表明测序准确可靠。综上所述,IPEC-J2的miRNAs参与了ETEC感染过程,为进一步揭示调控ETEC感染的关键miRNA及其作用机制提供科学依据。

基于猪小肠上皮细胞炎症模型分析产肠毒素大肠杆菌诱导的转录组表达变化

【目的】分析产肠毒素大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)诱导猪小肠上皮细胞(IPEC-J2)炎症反应的主要宿主调控基因及相关分子通路,为进一步揭示ETEC感染引发炎症反应的作用机制提供理论依据。【方法】用感染复数(multiplicity of infection, MOI)为100的ETEC菌液感染IPEC-J2细胞,18 h后收集细胞上清,通过ELISA方法检测炎性因子白细胞介素1β(interleukin 1β,IL-1β)的分泌水平。由Illumina PE150测序平台进行高通量转录组测序,通过edgeR v 3.12.1软件对测序结果进行差异表达分析,利用GOseq和KOBAS 2.0软件对得到的差异表达mRNA进行GO功能和KEGG通路富集分析,随机挑选5条差异表达mRNA,利用实时荧光定量PCR对其验证。【结果】试验成功建立了ETEC感染诱导的IPEC-J2细胞炎症模型。与对照组相比,炎症模型组共发现529条差异表达mRNA,其中236条表达上调,293条表达下调,包括HSP90AA1、CGNL1、CADPS2、EHBP1等免疫相关基因。GO功能分析表明,ETEC感染后差异表达mRNA显著富集于细胞组分和生物过程,包括细胞内成分(intracellular part)、细胞质(cytoplasm)、核成分(nuclear part)、胞内膜结合细胞器(intracellular membrance-bounded organelle)、膜结合细胞器(membrance-bounded orgabelle)及细胞进程(cellular process)等。KEGG通路分析表明,炎症模型中差异表达基因大多数被注释到疾病相关通路及Toll样受体信号通路、mTOR信号通路、细胞周期、黏附连接等免疫相关信号通路。利用实时荧光定量PCR验证随机挑选的5条差异表达mRNA,结果与测序报告中差异表达mRNA变化趋势一致,证明测序结果可信。【结论】HSP90AA1、CGNL1、CADPS2和EHBP1等基因可能在ETEC黏附IPEC-J2细胞并诱导炎症反应中发挥关键作用,并通过Toll样受体、mTOR等信号通路进行免疫调控。研究结果为进一步揭示ETEC感染诱导炎症反应的分子机制及相关调控网络提供参考依据。

低聚壳聚糖硒抗玉米赤霉烯酮对IPEC-J2细胞紧密连接蛋白表达的影响

试验旨在探究低聚壳聚糖硒抗玉米赤霉烯酮(zearalenon,ZEN)对猪小肠上皮细胞(IPEC-J2)紧密连接蛋白表达的影响。试验分为对照组(C)、ZEN(30μg/mL ZEN)、ZEN+0.5 Se(30μg/mL ZEN+0.5μmol/L低聚壳聚糖硒,以Se计)、ZEN+1.5 Se和ZEN+3 Se组。待细胞长至60%~70%汇合时,ZEN+0.5 Se、ZEN+1.5 Se和ZEN+3 Se组培养液更换为含对应Se浓度的培养液,C和ZEN组更换为正常培养液,12 h后向含ZEN组加入30μg/mL ZEN,继续培养24 h。收集各组细胞培养液,检测碱性磷酸酶(AKP)活性;Western blotting法检测闭锁连接蛋白(zonula occludens-1,ZO-1)、闭合蛋白(Occludin)的表达,免疫荧光法检测ZO-1和Occludin蛋白的表达和定位情况。AKP活性检测结果表明,与对照组相比,ZEN、ZEN+0.5 Se、ZEN+1.5 Se组AKP活性均显著升高(P<0.05),ZEN+3 Se组AKP活性差异不显著(P>0.05);与ZEN组相比,ZEN+1.5 Se和ZEN+3 Se组AKP活性均显著降低(P<0.05)。Western blotting检测结果表明,与对照组比,ZEN组ZO-1和Occludin蛋白表达水平均显著降低(P<0.05);与ZEN组比,ZEN+0.5 Se、ZEN+1.5 Se和ZEN+3 Se组ZO-1表达水平均差异不显著(P>0.05),但随着Se浓度的增加,ZO-1表达水平逐渐升高,ZEN+0.5 Se、ZEN+1.5 Se、ZEN+3 Se组Occludin表达水平均显著升高(P<0.05)。免疫荧光结果表明,低聚壳聚糖硒可缓解ZEN引起的ZO-1和Occludin蛋白荧光信号减弱现象,并恢复ZO-1和Occludin蛋白的定位分布。由此说明,低聚壳聚糖硒可降低ZEN引起的IPEC-J2细胞AKP活性升高,上调ZEN引起的ZO-1、Occludin蛋白表达水平下降,并调节其定位分布。

2′-岩藻糖基乳糖缓解LPS诱导的细胞炎症应答和屏障损伤的功能研究

[目的]本文旨在探究2′-岩藻糖基乳糖(2′-FL)对脂多糖(LPS)诱导的仔猪小肠上皮J2细胞系(IPEC-J2)炎症和屏障功能的影响。[方法]以IPEC-J2为细胞模型,先通过预试验对LPS和2′-FL的处理浓度分别进行筛选,最终选择100μg·mL^(-1)LPS诱导细胞促炎反应,然后通过不同浓度(20和100μg·mL^(-1))2′-FL干预来探究其对LPS诱导IPEC-J2的促炎反应和屏障功能受损的调节作用。试验分为6组:对照组(CON)、LPS组(100μg·mL^(-1)LPS)、FL20组(20μg·mL^(-1)2′-FL)、FL100组(100μg·mL^(-1)2′-FL)、SF20组(100μg·mL^(-1)LPS+20μg·mL^(-1)2′-FL)和SF100组(100μg·mL^(-1)LPS+100μg·mL^(-1)2′-FL)。试验处理24 h后测定各组细胞活力、紧密连接蛋白、炎症因子和炎症相关通路基因的表达水平,通过Western blot检测NF-κB、Myd88、Claudin-1和Occludin蛋白的相对表达水平。[结果]与CON组相比,LPS组显著降低IPEC-J2细胞活力(P<0.05),显著上调促炎因子IL-6、IL-8及炎症通路NF-κB、Myd88和CD14基因的表达(P<0.05),显著下调抗炎因子IL-4基因的表达(P<0.05),显著下调紧密连接蛋白Claudin-1、Claudin-3、Claudin-4、ZO-1、ZO-2和Occludin基因的表达(P<0.05)。与CON组相比,FL20组还显著提高Claudin-1、Claudin-3、Claudin-4和ZO-2基因的表达水平(P<0.05)。与LPS组相比,SF20组和SF100组显著提高IPEC-J2细胞活力(P<0.05),显著下调IL-8及上调IL-4和IL-10基因的表达(P<0.05),显著下调NF-κB、Myd88和CD14基因的表达(P<0.05),显著上调Claudin-1、Claudin-3、Claudin-4、ZO-1、ZO-2、Occludin基因的表达(P<0.05)。Western blot结果显示,与CON组相比,只有LPS组的NF-κB蛋白显著上调(P<0.05)。与LPS组相比,SF20组的NF-κB、Myd88蛋白表达量降低,Claudin-1和Occludin蛋白表达量升高,但差异均不显著。[结论]LPS处理促进IPEC-J2细胞的促炎反应并造成屏障功能受损,2′-FL干预减弱了LPS刺激的促炎信号通路,改善了LPS引起的屏障功能受损。