猪支原体肺炎(mycoplasmal pneumonia of swine,MPS)是生猪养殖中危害严重的慢性呼吸道传染病,其致病机制包含病原代谢依赖、宿主免疫逃逸及菌群调控等复杂生物学过程,传统研究手段难以系统解析。基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢...猪支原体肺炎(mycoplasmal pneumonia of swine,MPS)是生猪养殖中危害严重的慢性呼吸道传染病,其致病机制包含病原代谢依赖、宿主免疫逃逸及菌群调控等复杂生物学过程,传统研究手段难以系统解析。基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学及微生物组学等高通量技术的应用为突破这一局限提供了关键工具:基因组学通过全基因组测序与比较分析,定位出P97/P102家族黏附蛋白等关键毒力因子,揭示了菌株毒力分化的基因基础;转录组学通过解析宿主与病原的基因表达差异,勾勒出免疫通路异常激活图谱;蛋白质组学在翻译后修饰层面深入解析,阐明了病原效应蛋白与宿主细胞因子的互作网络;代谢组学追踪小分子代谢物变化,发现病原依赖宿主肌醇代谢的特征及感染后宿主能量代谢向糖酵解倾斜的规律,锁定α-氨基丁酸等潜在感染标志物;微生物组学则揭示了呼吸道菌群多样性降低的失衡状态及肠道菌群的远端调控机制,明确普雷沃氏菌(Prevotella)等菌属对感染易感性和疫苗应答效率的影响。这些组学技术从基因、转录、蛋白、代谢及菌群多个维度协同作用,共同阐释了病原黏附定植、免疫抑制实施、宿主代谢重塑及微生态互作的完整分子逻辑。多组学联合分析通过整合跨维度数据,构建“病原-宿主-菌群”动态网络,阐明了黏附因子破坏宿主纤毛结构、信号通路诱导免疫细胞凋亡及肠道菌群调控疫苗应答等关键生物学事件。笔者系统综述了组学技术及整合分析方法在MPS研究中的应用进展,并探讨了当前技术瓶颈与未来发展方向,为深入解析宿主-病原互作机制及开发精准防控策略提供理论支撑。展开更多
【目的】探究猪德尔塔冠状病毒(Porcine deltacoronavirus,PDCoV)感染对先天性免疫的影响及免疫信号传导的干扰机制,重点解析信号传导转录激活因子1(signal transducer and activator of transcription 1,STAT1)与三方基序蛋白21(tripar...【目的】探究猪德尔塔冠状病毒(Porcine deltacoronavirus,PDCoV)感染对先天性免疫的影响及免疫信号传导的干扰机制,重点解析信号传导转录激活因子1(signal transducer and activator of transcription 1,STAT1)与三方基序蛋白21(tripartite-motif protein 21,TRIM21)在此过程中的作用。【方法】通过倒置显微镜观察感染复数(multiplicity of infection,MOI)为1的PDCoV感染IPEC-J2细胞1、12、24、48 h后细胞形态学变化,采用实时荧光定量PCR和Western blotting分别检测PDCoV-N基因及蛋白的表达水平,以此筛选PDCoV感染IPEC-J2细胞模型的最佳条件。在PDCoV感染峰值时,通过实时荧光定量PCR和Western blotting检测STAT1、TRIM21及干扰素刺激基因(interferon-stimulated genes,ISGs)的mRNA和蛋白表达水平;通过双荧光素酶报告基因系统检测过表达或抑制STAT1对PDCoV复制及干扰素激活反应元件(interferon-stimulated response element,ISRE)启动子活性的影响;将TRIM21与STAT1真核表达载体共转染至IPEC-J2细胞,结合激光共聚焦显微镜、免疫共沉淀技术(coimmunoprecipitation,Co-IP)和Western blotting验证二者的相互作用及TRIM21对STAT1的调控效应。【结果】PDCoV在感染IPEC-J2细胞24 h达复制高峰,同时试验组细胞中STAT1、TRIM21蛋白表达及ISGs转录水平均极显著高于对照组(P<0.01)。与对照组相比,过表达STAT1后ISRE启动子活性极显著增强,PDCoV-N基因及其蛋白表达量极显著降低(P<0.01),而氟达拉滨抑制STAT1后则极显著促进病毒复制(P<0.01)。激光共聚焦显微镜观察与Co-IP结果显示,STAT1与TRIM21存在共定位及相互作用,且与对照组相比,过表达TRIM21后STAT1蛋白表达量极显著降低(P<0.01)。【结论】本研究解析了PDCoV与宿主IPEC-J2细胞先天性免疫的相互作用机制,STAT1作为关键抗病毒因子通过ISRE通路增强先天性免疫来抑制病毒复制,TRIM21则靶向STAT1并下调其表达从而帮助病毒免疫逃逸。研究结果不仅为深入理解PDCoV的致病分子机制提供了新见解,也为制定PDCoV防控策略奠定了基础。展开更多
文摘猪支原体肺炎(mycoplasmal pneumonia of swine,MPS)是生猪养殖中危害严重的慢性呼吸道传染病,其致病机制包含病原代谢依赖、宿主免疫逃逸及菌群调控等复杂生物学过程,传统研究手段难以系统解析。基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学及微生物组学等高通量技术的应用为突破这一局限提供了关键工具:基因组学通过全基因组测序与比较分析,定位出P97/P102家族黏附蛋白等关键毒力因子,揭示了菌株毒力分化的基因基础;转录组学通过解析宿主与病原的基因表达差异,勾勒出免疫通路异常激活图谱;蛋白质组学在翻译后修饰层面深入解析,阐明了病原效应蛋白与宿主细胞因子的互作网络;代谢组学追踪小分子代谢物变化,发现病原依赖宿主肌醇代谢的特征及感染后宿主能量代谢向糖酵解倾斜的规律,锁定α-氨基丁酸等潜在感染标志物;微生物组学则揭示了呼吸道菌群多样性降低的失衡状态及肠道菌群的远端调控机制,明确普雷沃氏菌(Prevotella)等菌属对感染易感性和疫苗应答效率的影响。这些组学技术从基因、转录、蛋白、代谢及菌群多个维度协同作用,共同阐释了病原黏附定植、免疫抑制实施、宿主代谢重塑及微生态互作的完整分子逻辑。多组学联合分析通过整合跨维度数据,构建“病原-宿主-菌群”动态网络,阐明了黏附因子破坏宿主纤毛结构、信号通路诱导免疫细胞凋亡及肠道菌群调控疫苗应答等关键生物学事件。笔者系统综述了组学技术及整合分析方法在MPS研究中的应用进展,并探讨了当前技术瓶颈与未来发展方向,为深入解析宿主-病原互作机制及开发精准防控策略提供理论支撑。
文摘【目的】探究猪德尔塔冠状病毒(Porcine deltacoronavirus,PDCoV)感染对先天性免疫的影响及免疫信号传导的干扰机制,重点解析信号传导转录激活因子1(signal transducer and activator of transcription 1,STAT1)与三方基序蛋白21(tripartite-motif protein 21,TRIM21)在此过程中的作用。【方法】通过倒置显微镜观察感染复数(multiplicity of infection,MOI)为1的PDCoV感染IPEC-J2细胞1、12、24、48 h后细胞形态学变化,采用实时荧光定量PCR和Western blotting分别检测PDCoV-N基因及蛋白的表达水平,以此筛选PDCoV感染IPEC-J2细胞模型的最佳条件。在PDCoV感染峰值时,通过实时荧光定量PCR和Western blotting检测STAT1、TRIM21及干扰素刺激基因(interferon-stimulated genes,ISGs)的mRNA和蛋白表达水平;通过双荧光素酶报告基因系统检测过表达或抑制STAT1对PDCoV复制及干扰素激活反应元件(interferon-stimulated response element,ISRE)启动子活性的影响;将TRIM21与STAT1真核表达载体共转染至IPEC-J2细胞,结合激光共聚焦显微镜、免疫共沉淀技术(coimmunoprecipitation,Co-IP)和Western blotting验证二者的相互作用及TRIM21对STAT1的调控效应。【结果】PDCoV在感染IPEC-J2细胞24 h达复制高峰,同时试验组细胞中STAT1、TRIM21蛋白表达及ISGs转录水平均极显著高于对照组(P<0.01)。与对照组相比,过表达STAT1后ISRE启动子活性极显著增强,PDCoV-N基因及其蛋白表达量极显著降低(P<0.01),而氟达拉滨抑制STAT1后则极显著促进病毒复制(P<0.01)。激光共聚焦显微镜观察与Co-IP结果显示,STAT1与TRIM21存在共定位及相互作用,且与对照组相比,过表达TRIM21后STAT1蛋白表达量极显著降低(P<0.01)。【结论】本研究解析了PDCoV与宿主IPEC-J2细胞先天性免疫的相互作用机制,STAT1作为关键抗病毒因子通过ISRE通路增强先天性免疫来抑制病毒复制,TRIM21则靶向STAT1并下调其表达从而帮助病毒免疫逃逸。研究结果不仅为深入理解PDCoV的致病分子机制提供了新见解,也为制定PDCoV防控策略奠定了基础。
