家畜抗病原微生物感染机制研究迎新进展

来源：中国科学报
时间：2023-07-07 18:18:37

【资料图】

近日，广东省农业科学院动物科学研究所猪育种团队联合中国农业大学、东北农业大学在解析模式识别受体调控家畜抗病原微生物感染机制方面取得新进展。相关研究论文发表于Cells。

天然免疫是动物机体抵抗病原微生物感染的第一道防线，具有作用范围广、反应迅速、遗传稳定的特点。过去数十年的研究发现，宿主细胞中存在着识别病原结构的保护分子，被称作模式识别受体。其中，Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）可识别细菌脂多糖，诱导先天免疫反应、自噬和细胞死亡，对机体的生理稳态有重要影响。

然而，TLR4在细菌脂多糖诱导的大型哺乳动物自噬和凋亡中的作用尚不清楚，这些动物在许多生理特征上比啮齿动物更接近人类。迄今为止，在大型哺乳动物水平上研究TLR与自噬、细胞凋亡间关系的报道很少，我们迫切需要更多的工具来进一步探索它们间的相互作用关系。

该研究建立了一个过表达TLR4的大型转基因哺乳动物模型，发现高剂量细菌脂多糖处理阻断了转基因后代免疫细胞中的自噬性降解，并引起了强烈的先天免疫反应和严重的单核/巨噬细胞凋亡。自噬小体/自噬溶酶体的过度积累可能与细菌脂多糖诱导的转基因动物单核/巨噬细胞凋亡有关。

进一步研究表明，抑制TLR4及其下游的NF-κB或p38 MAPK信号通路可逆转细菌脂多糖诱导的自噬活性和细胞凋亡。结果表明，升高的TLR4通过导致溶酶体功能障碍、自噬流异常、氮氧代谢失衡和炎症因子风暴而加剧细菌脂多糖诱导的单核/巨噬细胞凋亡，这与TLR4下游NF-κB和MAPK信号通路有关。

该研究提供了一种全新的富含TLR4的大型哺乳动物模型来研究其对细菌感染条件下宿主自噬活性、炎症、氧化应激和细胞死亡的潜在影响。这些发现不但丰富了TLR4的生物学功能，也为家畜抗病育种工作提供了有力的证据与全新的素材。

相关论文信息：https://doi.org/10.3390/cells12131769

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