过表达TLR4基因绵羊瘤胃与肠道宏基因组分析

胃肠道微生物生态系统参与机体物质代谢、生物屏障、免疫调控等生理过程,对维持宿主健康具有重要作用。Toll样受体4(Toll-like Receptor 4,TLR4)除在机体天然免疫过程中扮演关键角色之外,胃肠道中TLR4基因的表达可能参与微生物区系结构的塑造。本研究利用前期获得的过表达TLR4基因绵羊,基于宏基因组测序技术探讨TLR4基因高水平表达对绵羊胃肠道微生物群体多样性、丰度及生物学功能的影响。结果表明:TLR4基因过表达后对绵羊瘤胃(P=0.35)和肠道(P=0.56)中微生物Alpha多样性无显著影响;胃肠道中微生物优势菌群(相对丰度>1%)在门、属、种不同分类水平上的区系结构无显著变化。进一步分析TLR4基因过表达对胃肠道中革兰氏阴性菌群(相对丰度<1%)组成的影响,在瘤胃和肠道中分别鉴定出8个和13个差异菌属(P<0.05),33个和32个差异菌种(P<0.05);其中,Helicobactersp.MIT05-5293(P=0.03)和Yersinia pseudotuberculosis(P=0.048)在瘤胃中存在显著差异,Campylobacter hominis(P=0.048)和Escherichia coli(P=0.04)在肠道中存在显著差异。同时,TLR4基因过表达对胃肠道中KEGG level 1和level 2途径的主要通路无明显影响,仅在肠道中KEGG level 2途径的神经变性疾病通路存在差异(P=0.04);而在KEGG level 3途径,瘤胃和肠道中分别有11条和6条非关键通路存在差异。综上,TLR4基因高水平表达对绵羊胃肠道微生物群体多样性、丰度及生物学功能未造成广泛影响,胃肠道微生物生态系统整体上仍处于稳定状态。

过表达TLR4基因绵羊对口蹄疫疫苗(O型)免疫效应研究

利用过表达TLR4转基因绵羊模型,注射口蹄疫疫苗(O型),建立口蹄疫灭活疫苗(O型)免疫模型,通过TLR4表达水平、血常规、T淋巴细胞亚群分群、口蹄疫特异性抗体水平,阐明过表达TLR4基因绵羊(n=7)和对照绵羊(n=7)血液中免疫细胞组成和抗体水平动态变化趋势。研究发现,免疫后21 d内,TLR4基因表达水平先降后升;非转基因组白细胞数量逐渐减少,转基因组白细胞数量呈现波动变化,但两组间差异不显著(P>0.05);免疫后淋巴细胞占比略降,单核细胞、中性粒细胞占比在转基因组与非转基因组间差异不显著(P<0.05);免疫后第14天,转基因组CD4^+/CD8^+细胞比值显著高于非转基因组(P<0.05);免疫后49 d内转基因组抗体水平略高于非转基因组,但未达差异显著(P>0.05);研究结果将为解析TLR4基因在口蹄疫免疫应答过程中作用提供理论依据。