鐵限制性調(diào)控在仔豬抗細菌感染免疫中的作用.pdf

1、鐵是哺乳動物和幾乎所有病原菌生長必不可少的微量元素，因此機體感染情況下，宿主和病原菌對鐵的利用存在相互競爭關系。本研究旨在通過建立斷奶仔豬大腸桿菌K88攻毒模型，研究感染條件下機體限制病原菌對鐵利用的營養(yǎng)免疫策略以及病原菌規(guī)避機體免疫反應的手段，為鐵在生豬生產(chǎn)上尤其是感染條件下的合理應用提供一定的理論基礎。
　　試驗一:大腸桿菌K88攻毒對仔豬鐵代謝的影響
　　本試驗以斷奶仔豬為研究對象，比較了大腸桿菌K88攻毒對仔豬生長性

2、能、腸道大腸桿菌菌落數(shù)量、腸道組織形態(tài)及腸道炎癥因子表達的影響。結果顯示:大腸桿菌K88攻毒①顯著降低了仔豬的平均日增重和日采食量(p＜0.05);②顯著提高了仔豬結腸和盲腸內(nèi)容物中大腸桿菌數(shù)量(p＜0.05);③降低了十二指腸絨毛長度，絨毛邊界不清晰，上皮間杯狀細胞分泌增加;對空腸絨毛形態(tài)造成了較嚴重的影響，絨毛斷裂破損明顯;④顯著提高了空腸TNF-α，回腸IL-1β、TNF-α的基因表達水平(p＜0.05)，同時不同程度地提高了空腸

3、IL-1β、IL-6、IFN-γ和回腸IL-6、IFN-γ的基因表達水平(p＞0.05)。上述結果表明仔豬大腸桿菌K88感染模型建立成功。
　　進一步探討了大腸桿菌K88感染對仔豬鐵代謝的影響。首先研究了感染對肝臟、脾臟、十二指腸鐵代謝相關基因和蛋白表達的影響。結果顯示:①攻毒顯著提高了肝臟hepcidin及其上游基因HJV的基因表達水平(p＜0.05);顯著降低了肝臟和脾臟hepcidin的受體FPN的基因和蛋白表達水平(p＜0

4、.05)，而對十二指腸FPN的基因和蛋白表達水平?jīng)]有顯著影響(p＞0.05);②攻毒顯著提高了肝臟、脾臟轉鐵蛋白受體基因TFRC(TfR1)的基因表達水平(p＜0.05);③攻毒顯著提高了肝臟、十二指腸鐵儲存相關基因ferritin-H的基因和蛋白表達水平(p＜0.05)，而對脾臟ferritin-H的基因和蛋白表達的提高水平差異不顯著(p＞0.05);④攻毒顯著降低了十二指腸鐵吸收基因DMT1的表達水平(p＜0.05)。
　　肝

5、臟、脾臟和十二指腸鐵代謝相關基因和蛋白的變化直接影響鐵在機體的再分配，因此我們接下來檢測了肝臟、脾臟非血紅素鐵和血液中鐵的含量。結果顯示:攻毒①顯著提高了肝臟非血紅素鐵含量(p＜0.05)，而對脾臟非血紅素鐵含量沒有顯著影響(p＞0.05);②顯著降低了血清總鐵結合力、轉鐵蛋白飽和度(p＜0.05)，極顯著降低了血清鐵含量(p＜0.01)。
　　以上結果表明:仔豬染菌顯著提高了鐵調(diào)素hepcidin的表達水平，從而降低了其受體蛋白

6、FPN水平，使細胞鐵輸出造成障礙，引起組織中鐵儲存相關基因ferritin-H表達增加。同時，染菌使十二指腸鐵吸收基因DMT1的表達受抑，最終使得血鐵含量減少，使仔豬表現(xiàn)出一定的缺鐵傾向。
　　試驗二:鐵對細菌鐵代謝的影響及Lcn2在抗感染中的作用
　　細菌感染導致的血鐵含量降低，使得侵入機體內(nèi)的細菌鐵的來源減少，勢必會影響細菌本身的鐵代謝。因此本試驗首先通過體外試驗，研究了低鐵對細菌鐵代謝相關基因表達的影響以及對細菌合成鐵

7、載體能力的影響?；蛟囼灲Y果表明:與對照組、50μM Fe3+(FeCl3)處理組和100μM Fe3+(FeCl3)處理組相比，低鐵組（鐵鰲合劑處理組）都極顯著提高了細菌鐵載體合成相關基因entD、鐵載體輸出相關基因entS、鐵載體受體基因fepA的表達(p＜0.01);極顯著降低了細菌鐵儲存相關蛋白bfr和ftnA的基因表達水平(p＜0.01)。鐵載體試驗表明:大腸桿菌K88、鼠傷寒沙門氏菌CMCC50013在無鐵情況下都產(chǎn)生了鐵載

8、體，而在10μM Fe3+(FeCl3)和40μM Fe3+(FeCl3)鐵濃度條件下都幾乎不產(chǎn)生鐵載體。
　　人和小鼠上的研究顯示，機體存在可以與細菌鐵載體結合的分泌型蛋白:脂質(zhì)運載蛋白2(Lcn2)，它與鐵載體結合可以抑制細菌增殖，因此我們接下來探究了Lcn2在仔豬大腸桿菌K88感染過程中的作用。體內(nèi)試驗結果表明:Lcn2在豬大多數(shù)組織中都有表達，其中在腎臟、脾臟、胸腺中高表達，在肝臟、空腸、結腸中低表達;在大腸桿菌K88攻毒

9、情況下，肝臟中Lcn2基因表達水平上升了30倍左右(p＜0.05)，胸腺、空腸、脾臟Lcn2表達水平也有不同程度的提高(p＜0.05)。體外細胞試驗結果表明:大腸桿菌K88和鼠傷寒沙門氏菌CMCC50013感染均會上調(diào)豬小腸上皮細胞IPEC-1中Lcn2的表達(p＜0.05)，且內(nèi)源性誘導的Lcn2表現(xiàn)出了一定的抑菌活性;外源性Lcn2同樣能抑制大腸桿菌K88(p＜0.05)和鼠傷寒沙門氏菌CMCC50013(p＜0.01)在豬肺泡巨噬