枯草芽孢杆菌诱导绵羊胃肠道防御素SBD-1表达的有效成分确定及其机理研究
批准号:
32060780
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
杨银凤
依托单位:
学科分类:
基础兽医学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨银凤
中文摘要
抗生素引起耐药菌的出现和药物残留等问题对人、动物及环境造成的危害日益突出。我国从2020年起在饲料中全面“禁抗”。防御素是动物体内产生的一类内源性抗菌肽,益生菌不仅能够提高动物的饲料利用率,还能增加防御素的产生,是抗生素的理想替代品。而益生菌诱导防御素表达的有效成分及机理尚不完全清楚。本课题组已证明益生性枯草芽孢杆菌能诱导绵羊瘤胃上皮细胞内防御素SBD-1表达增多。本项目首先拟提取枯草芽孢杆菌细胞壁和培养上清及其成分;然后在体外培养的绵羊瘤胃和空肠上皮细胞内分别加入提取的不同成分共培养;再采用qPCR和ELISA方法,从mRNA和蛋白质水平研究枯草芽孢杆菌不同成分对SBD-1表达影响,以确定有效诱导成分;最后通过检测有效诱导成分的受体和信号通路各分子的变化研究其激活防御素表达的信号通路。该研究成果对揭示反刍动物胃肠道微生态黏膜免疫机制有理论意义,更为开发枯草芽孢杆菌制剂具有实践指导意义。
英文摘要
The emergence of antibiotic-resistant bacteria and drug residues has caused increasing harm to humans, animals and the environment. From 2020, China will comprehensively ban on adding antibiotic in feed. Defensins are a class of endogenous antibacterial peptides produced in animals. Probiotics can not only improve animal feed utilization, but also increase the production of defensins, and they are ideal substitutes for antibiotics. Yet the active ingredients and mechanisms which probiotics induce defensin expression are not completely known. It has been testified by our team that Bacillus Subtilis (BS) can improve the expression of the sheep β-defensin-1 (SBD-1) in cultured ruminal epithelium of sheep. This project firstly intends to extract the BS cell wall and culture supernatant and their components; then, the cultured sheep rumen and jejunum epithelial cells in vitro are added with different extracted components for co-culture; and the active ingredients will be identified through the qPCR and ELISA detecting the effects of different ingredients of BS on the expression of SBD-1 at the level of mRNA and protein. Finally, the signal pathways for activating defensin expression are studied by detecting changes in the receptors of the inducing ingredients and molecules of the signal pathway. The research results have theoretical significance for revealing the microecological mucosal immune mechanism of gastrointestinal tract of ruminants, and it has practical guidance significance for the development of BS preparation.
为了阐明枯草芽孢杆菌诱导绵羊瘤胃上皮细胞(Ovine ruminal epithelial cells,ORECs)内β-防御素-1(Sheep β-defensin-1,SBD-1)表达的有效成分及机制,本项目首先对ORECs永生化,再对灭活的枯草芽孢杆菌诱导ORECs 内SBD-1表达进行研究。在试验证明枯草芽孢杆菌灭活后诱导绵羊胃肠道防御素表达的有效成分并未受影响的基础上,进一步研究枯草芽孢杆菌细胞壁和培养上清对ORECs 内SBD-1的表达影响。研究结果证明细胞壁为主要诱导成分。然后,将枯草芽孢杆菌细胞壁及其主要成分肽聚糖和脂磷壁酸(LTA)与体外培养的ORECs共培养,通过qPCR和ELISA检测ORECs内SBD-1的表达。最后对主要诱导成分枯草芽孢杆菌细胞壁、肽聚糖和LTA进行诱导机制的研究。结果表明(1)成功建立绵羊瘤胃上皮永生化细胞。(2)热灭活枯草芽孢杆菌能够刺激体外培养的ORECs内SBD-1的表达量增加。(3)枯草芽孢杆菌细胞壁及培养上清均能诱导ORECs 内SBD-1的表达,且枯草芽孢杆菌细胞壁刺激ORECs SBD-1的表达优于枯草芽孢杆菌培养上清,即说明枯草芽孢杆菌细胞壁为枯草芽孢杆菌诱导ORECs SBD-1的主要成分。(4)枯草芽孢杆菌主要诱导各成分对ORECs的诱导表达均与诱导物的浓度和诱导时间具有依赖性,但最佳诱导浓度和诱导时间不同。枯草芽孢杆菌细胞壁浓度为50μg/mL诱导培养12h时ORECs SBD-1的蛋白和mRNA表达最高;枯草芽孢杆菌细胞壁成分肽聚糖浓度为20 μg/mL诱导培养为2 h时SBD-1表达量达到最大值;当枯草芽孢杆菌LTA浓度为10 μg/mL诱导培养为8 h时SBD-1表达最高。说明枯草芽孢杆菌细胞壁及其主要成分均能诱导ORECs SBD-1的表达。(5)阐明了枯草芽孢杆菌细胞壁及其主要成分肽聚糖和LTA均能激活TLR-2-MyD88-NF-κB和TLR-2-MyD88-MAPK(JNK、P38和ERK1/2)信号通路,但肽聚糖和LTA在MAPK通路上有侧重,肽聚糖主要通过MAPK(JNK、ERK1/2)、LTA主要通过MAPK(P38,ERK1/2)信号通路激活ORECs SBD-1的表达。该研究成果不仅对揭示反刍动物胃肠道微生态黏膜免疫机制有理论意义,更为开发枯草芽孢杆菌制剂具有实践指导意义。
酿酒酵母菌诱导绵羊防御素SBD-1表达的有效成分及其激活的信号通路研究
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批准号:31560682
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2015
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负责人:杨银凤
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依托单位:
益生菌对驯鹿胃肠道β-防御素的表达调控及其机理研究
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批准号:31160491
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:52.0万元
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批准年份:2011
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负责人:杨银凤
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依托单位:
国内基金
海外基金