Badavimas ir permaitinimas per endogeninį retrovirusą veikia su imunitetu arba uždegimu susijusių genų raišką naminių paukščių kepenyse

SANTRAUKA

Yra žinoma, kad mityba ir imunitetas yra susiję, tačiau mechanizmas nėra labai aiškus. Endogeniniai retrovirusai (ERV) sudaro 8–10 % žmogaus ir pelių genomų ir atlieka svarbų vaidmenį kai kuriuose gyvūnų biologiniuose procesuose. Naujausi tyrimai rodo, kad ERV aktyvinimas gali turėti įtakos su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresijai, o ERV veikla yra reguliuojama daugelio veiksnių, įskaitant mitybos veiksnius. Todėl manome, kad mitybos būklė gali turėti įtakos su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresijai per ERV. Norint patvirtinti šią hipotezę, gyvūnų mitybos būklė buvo pakeista nevalgius arba per daug šeriant, nepažeistų ERV (ERVK18P, ERVK25P) ir su imunitetu ar uždegimu susijusių genų (DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7, STAT3) ekspresija kepenyse. buvo nustatytas kiekybine PGR, po to per daug ekspresuojant ERVK25P žąsų pirminiuose hepatocituose ir nustatant su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją. Duomenys parodė, kad, palyginti su kontroline grupe (nevalgius), ERV ir su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresija padidėjo nevalgiusių viščiukų kepenyse, bet sumažėjo nevalgiusių žąsų kepenyse. Be to, palyginti su kontroline grupe (rutiniškai šeriama), permaitintų žąsų kepenyse padidėjo ERV ir su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresija. Be to, pernelyg didelė ERVK25P ekspresija žąsų pirminiuose hepatocituose gali sukelti su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją. Apibendrinant galima teigti, kad ERV tarpininkauja badavimo ir persivalgymo poveikiui su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresijai, tarpininkavimas skiriasi priklausomai nuo naminių paukščių rūšių, o ERV ir su imunitetu ar uždegimu susiję genai gali būti susiję su riebiųjų žąsų kepenų vystymasis. Šis tyrimas suteikia galimą mitybos ir imuniteto ryšio mechanizmą.

Cistanche deserticola ma- Kepenų palaikymas

Raktažodžiai: mityba, imunitetas, paukštiena, suriebėjusios kepenys, endogeninis retrovirusas

ĮVADAS

Endogeniniai retrovirusai (ERV) laikomi egzogeninių retrovirusų (provirusų) liekanomis. Daugumoje šių likusių „iškastinių“ sekų yra keletas mutacijų, kurios buvo sukauptos ilgalaikės evoliucijos procese nuo jų integracijos į šeimininko genomus (Cañadas ir kt., 2018). Jų yra beveik visuose žinduoliuose (pvz., žmonėms, pelėms, katėms ir avims) ir kitiems stuburiniams gyvūnams (pvz., viščiukams) (Melanie ir Nair, 2014; Xu ir kt., 2014). Viščiukuose ERV sudaro daugiau nei 3% vištienos genomo (Huda ir kt., 2008). Nors gyvūnų genomuose ERV yra daug, daugelis ERV nėra nepažeisti. Nepažeistas ERV reiškia tuos, kurių struktūros nėra lengvai atskiriamos nuo egzogeninių retrovirusų. Šiuose ERV paprastai yra 2 ilgi terminaliniai pasikartojimai (LTR), kurie turi transkripcijos reguliavimo elementus, virusų baltymų koduojančias sekas (grupei būdingą antigeną [Gag], atvirkštinę transkriptazę [Pol] ir apvalkalo baltymą [Env]), polipurino seką. , ir trumpas gretimas jų šeimininkų ląstelių genomines sekas (Jern ir Coffin, 2008; Dolei ir kt., 2015; K€ury ir kt., 2018). Iki šiol vištienos genome yra apie 500 palyginti nepažeistų ERV (Bolisetty ir kt., 2012). Be santykinai nepažeisto ERV, yra ir kitų tipų ERV, įskaitant „liekną“ ERV, kuriam trūksta vieno ar daugiau koduojančių genų, būtinų savaiminiam replikacijai (dažniausiai Env genas) ir „solo LTR“ ERV. „Solo LTR“ ERV skaičius yra maždaug 60 kartų didesnis nei santykinai nepažeistų ERV (Bolisetty ir kt., 2012). Filogenetinė analizė rodo, kad paukščių proretrovirusai (ty ERV) gali būti suskirstyti į I klasės (panašius į gama), II (panašius į alfa ir beta) ir III klasės (panašius į spumaus) proretrovirusus. Alfa tipo proretrovirusus lenkia beta, gama ir alfabeta tipo proretrovirusai (Bolisetty ir kt., 2012). Palyginti su žinduolių proretrovirusais, paukščių proretrovirusai yra heterogeniškesni. Beta tipo pro retrovirusai patyrė evoliucinį perėjimą nuo beta tipo prie abėcėlės tipo, o vėliau - į alfa tipo pro retrovirusus, palaipsniui prarandant beta retrovirusinius žymenis. Abėcėlės proretrovirusai yra tarpiniai tarp alfa ir beta tipo virusų, įskaitant kai kuriuos anksčiau pripažintus paukščių proretrovirusus. Atrodo, kad III klasės pro retrovirusai yra seniausi, po jų seka į beta ir į gama panašūs pro retrovirusai, o abėcėlės ir į alfa tipo pro retrovirusai atrodo jauniausi. Dauguma proretrovirusų yra integruoti į šeimininko genus jutiminėje orientacijoje (Bolisetty ir kt., 2012).

Cistanche tubulosa privalumai - Kepenų priežiūra

Kaip ir ne LTR transpozonai (pvz., ilgi arba trumpi įsiterpę branduoliniai elementai), ERV yra mobilūs elementai, kurie gali perkelti save DNR sekų pavidalu iš vienos šeimininko genomo vietos į kitą. Šį perkėlimą tarpininkauja RNR tarpinis produktas. Nors ankstyvoje evoliucijos stadijoje ERV kaip retrotranspozonai turi stiprų perkeliamumą, dauguma jų dabar prarado šį gebėjimą (Jern ir Coffin, 2008). Be to, gilūs sekos tyrimai rodo, kad daugelis ERV paprastai tyli. Pavyzdžiui, tik apie 20 % ERV yra transkribuojama vištienos embriono fibroblastuose, o dalis jų taip pat transkribuojami in vivo (Bolisetty ir kt., 2012). Be to, naujausi tyrimai rodo, kad kai kurie tylūs ERV gali būti suaktyvinti ir išreikšti tam tikromis sąlygomis (Crichton ir kt., 2014), o jų raiškai įtakos turi daug veiksnių, tokių kaip ląstelės tipas ar audinio tipas (ypač placenta ir gemalo ląstelės). , ląstelių diferenciacija ir senėjimo procesas, citokinai, faktoriai, kurie sutrikdo normalią ląstelių funkciją, ir mitybos veiksniai (Taruscio ir Mantovani, 2004; Denner, 2016; Elaheh ir kt., 2018). Pastaraisiais dešimtmečiais ERV biologinės funkcijos buvo palaipsniui atskleidžiamos: 1) ERV perkėlimas gali destabilizuoti šeimininko genomus, tačiau ERV, kaip originali genetinė medžiaga, leidžia gyvūnams šeimininkams padidinti rūšių įvairovę ir viduje, pagerinti prisitaikymą prie aplinkos ir išlaikyti nuolatinį. evoliucija (Zhang ir kt., 2008); 2) ERV LTR regionuose esantys promotoriai ir stiprikliai gali paveikti gretimų genų transkripciją ir keisti gretimų regionų epigenetinę būklę (pvz., DNR metilinimas ir histono modifikacija) (Thompson ir kt., 2016); 3) Sujungdamas Env baltymus prie šeimininko receptorių, ERV gali blokuoti egzogeninių virusų prisijungimą prie tų pačių receptorių, taip suteikdamas ląstelėms šeimininkėms gebėjimą atsispirti egzogeniniams virusams (Nadeau ir kt., 2015); 4) ERV transkriptai gali suaktyvinti įgimtą imuninę sistemą ir paskatinti citokinų, tokių kaip IFN, gamybą per dvigrandį RNR priklausomą TLR3/MDA5 signalizacijos kelią, taip slopindami navikus (Chiappinelli ir kt., 2015); ir 5) ERV taip pat dalyvauja kai kurių ligų, tokių kaip senėjimas, autoimunitetas ir degeneracinės neurologinės ligos, atsiradime ir vystymesi (Mager ir Stoye, 2015; Nadeau ir kt., 2015).

Endogeninė retrovirusų grupė K (ERVK) yra naujausia endogenizuota grupė tarp skirtingų ERV grupių (ERVW, ERVH, ERVK ir kt.). Jame yra funkcinių baltymų kodavimo seka, todėl ji laikoma nepažeista ir biologiškai aktyviausia ERV grupe (Hohn ir kt., 2013). Sureguliuota ERVK ekspresija buvo susijusi su uždegimine liga, neurologine liga, autoimunine liga ir pan. (Haraguchi ir kt., 1992; Tolosa ir kt., 2012). Naujausi tyrimai rodo, kad ERVK aktyvinimas DNR metiltransferazės inhibitoriumi 5-aza-2-deoksicitidinu gali sustiprinti įgimtą ląstelių imunitetą (Nogues ir kt., 2018). Palyginti su žmonių ERVK, turinčiu daug narių, paukščių ERVK turi tik keletą narių, anotuotų GenBank. Anotuoti ERVK nariai, kuriuos dalijasi vištiena ir žąsis, yra tik ERVK18P (LOC106029425) ir ERVK25P (LOC106046236). Šiuo metu biologinis ar patologinis paukščių ERVK vaidmuo lieka nežinomas. Mityba ir energetinė būklė yra svarbūs veiksniai, turintys įtakos gyvūnų augimui, dauginimuisi ir imunitetui. Kaip minėta anksčiau, mitybos veiksniai gali suaktyvinti ERV ekspresiją, o ERV gali įvairiais būdais reguliuoti su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją. Todėl mes spėliojame, kad mitybos ar energijos lygis gali turėti įtakos su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresijai per ERV. Siekiant patikrinti šią spėlionę, eksperimentinių viščiukų ar žąsų mitybos būklė buvo pakeista nevalgius arba per daug šeriant, o tada buvo nustatyta ERV ir su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresija kepenyse. Be to, siekiant išsiaiškinti ryšį tarp ERV ir su imunitetu (arba uždegimu) susijusių genų, buvo atlikta per didelė ERVK25P ekspresija žąsų pirminiuose hepatocituose. Šis tyrimas suteikia naują įžvalgą apie mitybos ir imuniteto ryšio mechanizmą.

cistanche tubulosa - stiprina imuninę sistemą

Spustelėkite čia norėdami pamatyti Cistanche Enhance Immunity produktus

【Klauskite daugiau】 El. paštas:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

MEDŽIAGOS IR METODAI

Eksperimentiniai gyvūnai

Visi gyvūnų protokolai buvo parengti pagal institucines gaires dėl žemės ūkio gyvūnų naudojimo tyrimams ir patvirtinti Gyvūnų priežiūros ir naudojimo komiteto Jangdžou universitete Kinijoje.

Jurong Siji žąsiukai iš tos pačios perinčios partijos buvo auginami ant žemės Malio eksperimentiniame ūkyje (Jurongas, Jiangsu, Kinija), esant natūraliam apšvietimui ir įprastiniam ūkininkavimo būdui. 70 d. amžiaus 16 sveikų žąsų buvo atsitiktinai suskirstytos į 2 grupes: nevalgiusią (žąsys nevalgė 24 valandas su laisva prieiga prie vandens) ir kontrolinę grupę (be badavimo, ad libitum prieiga prie pašaro ir vandens). Po 24 valandų nevalgius visi eksperimentiniai asmenys buvo paaukoti, o kepenų mėginiai buvo paimti, greitai užšaldyti skystame azote ir perkelti 270 C temperatūroje laikyti. Panašiai šešiolika 20-savaičių senumo sveikų Rod Ailando raudonųjų viščiukų buvo paaukoti nevalgius. Priešingai nei nevalgius, šešiolika 70-dienų senumo sveikų Landes žąsų (tiekiamos Licheng Animal and Poultry Co., Ltd., Huaianas, Jiangsu, Kinija) buvo atsitiktinai ir po lygiai suskirstytos į permaitinamąsias (24 d.). ir kontrolinė grupė (maitinama reguliariai). Per didelio maitinimo protokolą anksčiau aprašė Geng ir kt., 2016a. 24-ąją permaitinimo dieną kepenų mėginiai buvo paimti tiek iš kontrolinės, tiek iš permaitinimo grupių ir laikomi 270 C temperatūroje.

Žąsų pirminių hepatocitų išskyrimas ir kultūra bei per didelė ERV ekspresija

Žąsų pirminiai hepatocitai buvo išskirti ir auginami iš žąsų embrionų 22 arba 23 perėjimo dieną, kaip anksčiau aprašė Osman ir kt., 2016. Pritaikytas žąsies LOC106046236 geno (arba ERVK nario 25 Pol baltymo, ERVK25P) per didelis ekspresijos vektorius. ) ir tuščias vektorius buvo nupirkti iš Suzhou Jima Gene Co., Ltd. (Sudžou, Kinija). Pernelyg didelės ekspresijos vektorius buvo sukurtas naudojant pcDNA3.1 vektorių, turintį CMV promotorių ir įterptą DNR fragmentą, kuris buvo ERVK25 polimerazės geno kodavimo seka. Pernelyg didelės ekspresijos vektorius ir tuščias vektorius buvo atskirai transfekuoti į pirminius žąsų hepatocitus, kurie buvo izoliuoti ir kultivuoti 24 valandas su Lipofectamine 2000 (kat. Nr. 11, 668-019, Invitrogen, Co., Ltd., Camarillo). Po 32 valandų transfekcijos ląstelės buvo surinktos genų ekspresijos analizei kiekybine fluorescencine PGR. Transfekcija buvo atlikta taip, kaip anksčiau aprašyta Geng ir kt., 2013 m.

RNR gryninimas ir cDNR sintezė

Visa RNR buvo išskirta iš kepenų mėginių naudojant TRIzol rinkinį (kat. Nr. DP424; Tiangen Biotech (Beijing) Co., Ltd., Pekinas, Kinija). Išgryninti RNR mėginiai buvo atvirkštiniai transkribuoti į cDNR, naudojant HiS criptTM Q RTSuperMix atvirkštinės transkripcijos rinkinį (kat. Nr. R123-01; Vazyme Biotech Co., Ltd., Nankinas, Kinija). Atvirkštinė transkripcija buvo atlikta pagal gamintojo instrukcijas.

Cistanche tubulosa privalumai- Kepenų palaikymas

Kiekybinė PGR analizė

Remiantis kiekvieno geno etalonine seka GenBank, kiekybiniais PGR pradmenimis dominantiems genams ir vidiniam etaloniniam genui, GAPDH buvo sukurta naudojant internetinę Primer 3.{1}} programinę įrangą (Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge) ir sekos specifiškumas buvo patvirtintas naudojant programą Primer-BLAST (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, Bethesda) NCBI svetainėje. Pradmenų sekos pateiktos 1 lentelėje. Remiantis gamintojo instrukcijomis, kiekybinė PGR buvo atlikta naudojant Vazyme AceQ qPCR SYBR Green Master Mix rinkinį (kat. Nr. Q111-02/03; Vazyme Biotech Co., Ltd., Nankinas, Kinija) ir cDNR mėginiai. Santykinė dominančių genų išraiška buvo apskaičiuota naudojant 22OOCT metodą, kaip anksčiau aprašė Geng ir kt., 2016b.

Imunoblotavimo analizė

Kepenų audinių mėginiai buvo lizuojami buferyje, kuriame yra 50 mmol Tris, pH 7,5, 120 mmol NaCl, 1 mmol EDTA, 15 mmol Na4P2O7, 20 mmol NaF, 1% Nonidet , 0,1 % fenilmetilsulffluoridas ir proteazės inhibitoriai (0,08 mmol aprotinino, 0,02 mmol leupeptino, 0,04 mmol bestatino ir 15 mmol pepstatino). Baltymų kiekis kiekviename lizate buvo nustatytas naudojant Bio-Rad RC DC baltymų tyrimo rinkinį (kat. Nr. 500-0119; Bio-Rad, Hercules) pagal gamintojo instrukcijas. Baltymai (10 mg) iš audinių lizatų buvo atskirti SDS PAGE ir perkeliami į nitroceliuliozės membranas, kurios buvo inkubuojamos per naktį 5 % piene PBS, turinčiame 0,1 % Tween 20. Po to membranos buvo inkubuojamos su pirminiu antikūnu per naktį 4 °C temperatūroje. šiame tyrime buvo naudojami šie antikūnai praskiedus 1:1000: anti-STAT3 (kat. Nr. bs- 1141R; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Pekinas, Kinija), anti-IFIH1 (kat. Nr. bs-18740R; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Pekinas, Kinija), anti-aktinas (kat. Nr. bsm-33036M; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Pekinas, Kinija) ir anti-GAPDH (kat. Nr. NB300-221; Novus Biologicals Co., Ltd., CO). Antriniai antikūnai, konjuguoti su krienų peroksidaze, buvo naudojami 1:10 000 praskiedimu. Baltymai buvo aptikti naudojant sustiprintą chemiliuminescenciją ir Western blot aptikimo sistemą (Amersham Biosciences, Pekinas, Kinija).

Statistinė analizė

Genų ekspresijos skirtumo tarp gydomųjų ir kontrolinių grupių statistiniam reikšmingumui analizuoti naudotas Stjudento t testas, o statistinio reikšmingumo kriterijumi nustatytas P,0.05. Visi duomenys pateikiami kaip 6 SEM vidurkis.

REZULTATAI

Pasninkas slopino ERV ir su imunitetu susijusių genų raišką žąsų kepenyse

Kiekybiniai PGR pradmenys žąsų ERV genams (ERVK18P arba LOC1{{10}}6029425, ERVK25P arba LOC106046236) buvo sukurti remiantis etaloninėmis sekomis GenBank. Kiekybinė PGR analizė parodė, kad ERVK18P ekspresijos lygis žąsų kepenyse buvo panašus į ERVK25P (1A pav.). Palyginti su kontroline grupe (nevalgius), ERVK18P ir ERVK25P ekspresija buvo reikšmingai slopinama 24 valandas nevalgiusių žąsų kepenyse (P, 0,05 arba 0,01) (1B pav.). Atitinkamai, su imunitetu ar uždegimu susijusių genų (DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7, STAT3) mRNR ekspresija taip pat buvo slopinama, o DDX41 ir IFNG mRNR ekspresijos skirtumas tarp nevalgiusių ir kontrolinių žąsų pasiekė statistiškai reikšmingą lygį. (P, 0,05) (1B pav.). Imunoblotavimo analizė parodė, kad IFIH1 baltymų kiekis nevalgiusių žąsų kepenyse buvo mažesnis nei kontrolinių žąsų (1 papildomas paveikslas).

1 lentelė. Pradmenų sekų sąrašas kiekybinei PGR.

Pasninkas paskatino ERV ir su imunitetu susijusių genų raišką vištų kepenyse

Kiekybinė PGR analizė parodė, kad, palyginti su kontroline grupe (nevalgius), nevalgius sukelta ERVK18P ir ERVK25P mRNR ekspresija vištienos kepenyse ir indukcija pasiekė statistiškai reikšmingą lygį (P, 0).{{5} }5 arba 0.01) (2 pav.). Panašiai badavimas taip pat sukėlė šių su imunitetu ar uždegimu susijusių genų mRNR ekspresiją, o IFIH1, IFNG, IRF7 ir STAT3 mRNR ekspresijos skirtumas tarp grupių pasiekė statistiškai reikšmingą lygį (P, 0,05 arba 0,01) (2 pav. ). Imunoblotavimo analizė parodė, kad IFIH1 baltymų kiekis nevalgiusių žąsų kepenyse buvo didesnis nei kontrolinių žąsų (papildomas 1 paveikslas).

Per didelis šėrimas sukėlė ERV ir su imunitetu susijusių genų raišką žąsų kepenyse

Kiekybinė PGR analizė parodė, kad, palyginti su kontroline grupe (maitinimas įprastai), ERVK18P ir ERVK25 P iRNR ekspresija žąsų, kurios buvo permaitintos 24 dienas, kepenyse padidėjo, o ERVK18P mRNR ekspresijos skirtumas tarp kontrolinių ir permaitintų žąsų pasiekė. iki statistiškai reikšmingo lygio (P, 0.05) (3 pav.). Atitinkamai, su imunitetu ar uždegimu susijusių genų mRNR ekspresija permaitintų žąsų kepenyse taip pat padidėjo, o IRF7 mRNR ekspresijos skirtumas tarp kontrolinių ir permaitintų žąsų pasiekė statistiškai reikšmingą lygį (P, 0,05) ( 3 pav.). Imunoblotavimo analizė parodė, kad IFIH1 baltymų kiekis permaitintų žąsų kepenyse buvo didesnis nei kontrolinių žąsų (1 papildomas paveikslas).

1 pav. ERV ir su imunitetu susijusių genų ekspresija žąsų kepenyse buvo slopinama nevalgius. Santykinė ERV ir su imunitetu susijusių genų ekspresija buvo nustatyta kiekybine PGR. (A) ERVK18P ir ERVK25P ekspresija normalių suaugusių žąsų kepenyse. (B) ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 ir STAT3 raiška nevalgiusių žąsų kepenyse pateikiama kaip lenkimo pokytis, palyginti su kontroline (nevalgius), n 5 6. *,** žymi P, 0.05, 0,01, palyginti su kontrole, atitinkamai. Visi duomenys rodomi kaip 6 SEM vidurkis. Santrumpa: ERV, endogeninis retrovirusas.

Endogeninio retroviruso perdėta ekspresija sukėlė su imunitetu susijusių genų ekspresiją

Po 32 valandų žąsų pirminių hepatocitų transfekcijos tuščiais vektoriais arba pernelyg didelės ekspresijos vektoriais, turinčiais žąsies ERVK25P Pol geno kodavimo seką, Pol geno ekspresija ląstelėse, transfekuotose pernelyg didelės ekspresijos vektoriais, buvo maždaug 97 kartus didesnė nei ląstelėse, transfekuotose tuščiais vektoriais (P, 0.01) (4 pav.). Kaip ir tikėtasi, su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją paskatino per didelė ERVK25P ekspresija, o IFIH1, IFNG, IRF7 ir STAT3 indukcija pasiekė statistiškai reikšmingą lygį (P, 0,05 arba 0,01). (4 pav.).

DISKUSIJA

Mityba ir energijos lygis yra svarbūs veiksniai, turintys įtakos gyvūnų augimui, dauginimuisi ir imunitetui. Badavimas (arba badavimas) ir šėrimas yra 2 tipinės būsenos, turinčios įtakos mitybai ar energijos lygiui, todėl dažnai naudojamos kaip tyrimo modelis, siekiant išsiaiškinti mitybos ar energijos reguliavimą fiziologinėse gyvūnų funkcijoje. Pavyzdžiui, badavimas ar maitinimas gali turėti įtakos genų, susijusių su augimu, dauginimu ir imunitetu, ekspresijai (Volkoff ir kt., 2016; Smati ir kt., 2020). Tačiau neaišku, ar badavimas ar maitinimas gali suaktyvinti ERV ir paveikti su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją per ERV. Be to, trumpalaikis permaitinimas (3–4 sav.) gali sukelti riebiųjų žąsų kepenų (paprastai žinomų kaip foie gras) susidarymą, kuris yra panašus į nealkoholinę riebiųjų kepenų ligą (NAFLD) žmonėms ir graužikams (Nahum ir kt.). , 2010; Wang ir kt., 2019), tačiau nežinoma, ar ERV suaktyvėja persivalgius ir ar jis yra susijęs su riebiųjų žąsų kepenų vystymusi. Šiame tyrime ERV ir kai kurių su imunitetu ar uždegimu susijusių genų raiška žąsų ar viščiukų kepenyse buvo nustatyta pakeitus gyvūnų mitybą arba energetinę būklę nevalgius arba per daug šeriant, kad būtų galima nustatyti ryšį tarp mitybos (ar energijos) būklės ir ERV ekspresija ir su imunitetu (arba uždegimu) susiję genai gali būti paaiškinti. Be to, ERVK25P viršijimas žąsų pirminiuose hepatocituose taip pat buvo atliktas siekiant patikrinti, ar ERV turėjo įtakos su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresijai. Iš tiesų, rezultatai pateikė svarių įrodymų, patvirtinančių mintį, kad maistinių medžiagų ar energijos būklė gali reguliuoti su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją per ERV naminiuose paukščiuose. Įdomu tai, kad badavimo poveikis ERV mRNR ekspresijai ir su imunitetu ar uždegimu susijusiems genams kepenyse skyrėsi priklausomai nuo naminių paukščių rūšių, tai yra, genų mRNR ekspresija vištų kepenyse buvo priešinga žąsų kepenyse. . Be to, nevalgiusių žąsų kepenyse esančių genų mRNR ekspresija buvo priešinga permaitintų žąsų ekspresijai. Be to, duomenys rodo, kad su imunitetu ar uždegimu susiję genai gali tarpininkauti reguliuojant ERV dėl riebiųjų žąsų kepenų (arba foie gras) vystymosi.

2 pav. ERV ir su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresija vištienos kepenyse buvo sukelta nevalgius. Santykinė ERV ir su imunitetu susijusių genų ekspresija buvo nustatyta kiekybine PGR. ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 ir STAT3 ekspresijos lygiai nevalgiusių viščiukų kepenyse pateikiami kaip lenkimo pokytis, palyginti su kontroline (nevalgius), n {{10}} . *,** reiškia atitinkamai P, 0.05, 0,01, palyginti su kontrole. Visi duomenys rodomi kaip 6 SEM vidurkis. Santrumpa: ERV, endogeninis retrovirusas.

3 paveikslas. ERV ir su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresija žąsų kepenyse buvo sukelta dėl per didelio maitinimo. Santykinė ERV ir su imunitetu susijusių genų ekspresija buvo nustatyta kiekybine PGR. ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 ir STAT3 ekspresijos lygiai permaitintų žąsų kepenyse pateikiami kaip kartos pokytis, palyginti su kontroline (įprastu šėrimu), n {{10}} . * reiškia P, 0,05, palyginti su kontrole. Visi duomenys rodomi kaip 6 SEM vidurkis. Santrumpa: ERV, endogeninis retrovirusas.

4 pav. Su imunitetu arba uždegimu susijusių genų ekspresija buvo sukelta dėl ERV viršijimo žąsų pirminiuose hepatocituose. Santykinė ERV ir su imunitetu susijusių genų ekspresija buvo nustatyta kiekybine PGR. ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 ir STAT3 ekspresija žąsų pirminiuose hepatocituose, transfekuotuose ERVK25P viršijimosi vektoriais, pateikiama kaip kartos pokytis, palyginti su kontroline (hepatocitų, transfekuotų tuščiais vektoriais), n {{1{{11 }}}}. *,** atitinkamai reiškia P, 0.05, 0,01, palyginti su kontrole. Visi duomenys rodomi kaip 6 SEM vidurkis. Santrumpa: ERV, endogeninis retrovirusas.

Ankstesni tyrimai parodė, kad ERV paprastai nutildomas per DNR metilinimą ląstelėse-šeimininkėse, tačiau ERV gali suaktyvinti MER48 (Walsh ir kt., 1998; Gibb ir kt., 2015). ERV indukcija taip pat rodoma sergant keliomis ligomis, įskaitant kai kurias medžiagų apykaitos ligas, tokias kaip išsėtinė sklerozė, kai yra susiję su imunitetu arba uždegimu susiję genai (Perron ir kt., 2000). Mechanistiniai tyrimai rodo, kad uždegimas vaidina svarbų vaidmenį medžiagų apykaitos ligų, dažniausiai sukeltų dėl mitybos ar energijos pertekliaus, patogenezėje (Eo ir kt., 2017). Be to, nustatyta, kad badavimas ar persivalgymas gali pakeisti peroksisomų proliferatorių aktyvuotų receptorių genų DNR metilinimo lygį (Jacobsen ir kt., 2014; Hjort ir kt., 2017). Remiantis šiais duomenimis, gali būti, kad mitybos pokyčiai suaktyvina ERV mRNR ekspresiją per epigenetinį reguliavimą. Kita vertus, mitybos pokyčiai gali sukelti kai kurių su imunitetu ar uždegimu susijusių genų mRNR ekspresiją (Smati ir kt., 2020). Remiantis šiais duomenimis, šis tyrimas parodė, kad badavimas arba persivalgymas paveikė ERV mRNR ekspresiją ir su imunitetu ar uždegimu susijusius genus ir kad ERV mRNR ekspresija yra glaudžiai susijusi su su imunitetu ar uždegimu susijusio mRNR ekspresija. genų.

cistanche nauda vyrams - stiprina imuninę sistemą

Kadangi ERV yra gausu gyvūnų genomuose, ERV vaidmuo reguliuojant mitybą ar energiją imunitetui ar uždegimui gali būti neįvertintas. Šis tyrimas daugiausia buvo skirtas ERVK18 ir ERVK25, tarpininkaujančių badavimo ar persivalgymo poveikiui su imunitetu ar uždegimu susijusių genų mRNR ekspresijai. ERVK genai šiuo metu yra tik santykinai nepažeistas ERV, anotuotas tiek žąsų, tiek vištienos genomuose. Be šių santykinai nepažeistų ERV, „lieknas“ ERV ir „solo LTR“ ERV gali būti suaktyvinti nevalgius arba per daug maitinantis ir taip taip pat prisidėti prie badavimo ar persivalgymo poveikio su imunitetu ar uždegimu susijusių genų mRNR ekspresijai. Kadangi „lieknas ERV“ ir „solo LTR“ ERV paprastai yra šalia kai kurių šeimininko genų (Thompson ir kt., 2016), badavimas arba persivalgymas gali reguliuoti su imunitetu arba uždegimu susijusių genų mRNR ekspresiją dėl cis-poveikio. suaktyvintas ERV. Šiuo požiūriu imuniteto palaikymas baziniame lygyje iš dalies gali būti dėl nedidelės aktyvaus ERV dalies. Ankstesni tyrimai parodė, kad kai kurie ERV reguliariai transkribuojami tiek viščiukų embriono fibroblastuose (apie 20 % ERV), tiek in vivo (Bolisetty ir kt., 2012). Kaip minėta anksčiau, nevalgius ar persivalgymas dėl ERV mRNR ekspresijos gali būti reguliuojamas naudojant epigenetines modifikacijas (pvz., DNR metilinimą). Buvo pranešta, kad AZA, DNR metiltransferazės inhibitorius, gali reikšmingai sukelti ERV mRNR ekspresiją ląstelėje (Jaenisch ir kt., 1985; Deborah ir Bestor, 2004). ERV mRNR ekspresija buvo skirtingai reguliuojama viščiukų kepenyse ir žąsų kepenyse nevalgius, o tai rodo, kad viščiukų ir žąsų ERV ekspresijai kontroliuoti yra skirtinga epigenetinė modifikacija. Šią išvadą patvirtina įrodymai, rodantys, kad ERV mRNR ekspresija priklauso nuo ląstelių tipo (Nogues ir kt., 2018). Tačiau dar reikia išsiaiškinti, kaip badavimas ar persivalgymas veikia ERV DNR metilinimą. Be to, genetiniai viščiukų ir žąsų skirtumai gali prisidėti prie ERV raiškos skirtumo tarp dviejų rūšių, pvz., Skirtingos transkripcijos faktorių reakcijos į vidinius ar išorinius dirgiklius. Iš tiesų, mūsų ankstesni rezultatai rodo, kad daugelio genų mRNR ekspresija žąsų riebalinėse kepenyse, palyginti su normaliomis kepenimis, prieštarauja žmonių, turinčių (arba pelių) NAFLD, ir normalių kepenų raiškai (Liu ir kt., 2016). Be to, aplinkos ir kiti veiksniai, tokie kaip amžius, pašaras, šviesa ir kitos auginimo sąlygos, taip pat gali būti atsakingi už skirtingą ERV raišką tarp viščiukų ir žąsų.

Šiame tyrime ERVK25P per didelė ekspresija padidino su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją, o tai yra tvirti įrodymai, patvirtinantys mintį, kad badavimas ar per didelis maitinimas reguliuoja su imunitetu ar uždegimu susijusių genų mRNR ekspresiją kepenyse per ERV. Yra 2 galimi mechanizmai, kuriais per didelė santykinai nepažeisto ERV ekspresija padidino su imunitetu ar uždegimu susijusių genų mRNR ekspresiją: 1) dvigrandė RNR, susidariusi ERV transkriptuose arba hibridizuojantis su antisensinėmis RNR, gali suaktyvinti NFkB signalizaciją. kelias po dvigrandės RNR prisijungimo prie jos receptorių (pvz., TLR3) ir savo ruožtu sukelia su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją (Chiappinelli ir kt., 2015); 2) santykinai nepažeistas ERV taip pat gali išreikšti savo koduotus baltymus arba polipeptidus, todėl suaktyvėja pasroviui esantys signalizacijos keliai ir su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresija. Nors šis tyrimas negalėjo aptikti ERVK18P ir ERVK25P baltymų ekspresijos dėl tinkamų antikūnų trūkumo, ankstesni tyrimai parodė, kad kai kurie ERV, ypač ERVK, gali sintetinti savo baltymus ir sukelti su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresiją neuronuose. ląstelės (Manghera ir kt., 2015). Šiuos baltymus gali pajusti gyvūnų receptoriai, tokie kaip RIG-1, baltymų kinazė K ir uždegiminė kūno molekulė NLRP3 (Mitoma ir kt., 2013; Mu ir kt., 2016). Ryšys tarp mitybos (arba energijos) ir imuniteto (arba uždegimo) buvo įrodytas esant keletui su mityba ar energija susijusių sutrikimų, ypač su nutukimu susijusių ligų, įskaitant diabetą ir NAFLD, atveju. Nutukimas buvo laikomas lėtiniu uždegimu, nes daug su uždegimu susijusių genų (pvz., priešuždegiminis citokinų naviko nekrozės faktorius alfa, MCP1 ir IL6) yra indukuojami nutukusiems pacientams, palyginti su sveikomis kohortomis (Ferreira ir kt., 2016). Šie citokinai gali sukelti atsparumą insulinui ir taip pabloginti su nutukimu susijusius medžiagų apykaitos sutrikimus (Li ir kt., 2019). Šio tyrimo duomenys parodė, kad ERV ir su imunitetu ar uždegimu susiję genai buvo indukuoti riebalinėse žąsų kepenyse, palyginti su normaliomis kepenimis. Kepenys yra labai sudėtingas organas, kuris ne tik atlieka pagrindinį vaidmenį keičiant maistines medžiagas ir energiją, bet taip pat atlieka detoksikacijos ir imuninės sistemos reguliavimo funkcijas. Kepenyse yra daug imuninių ląstelių, tokių kaip Kupffer ląstelės (rezidentiniai makrofagai), natūralios žudančios ląstelės ir natūralios žudančios T ląstelės. Kepenys taip pat sintetina komplemento komponentus ir daugybę kitų tirpių patogenų atpažinimo receptorių (Keith ir kt., 2007). Todėl kepenys šiuo metu laikomos svarbiu imuniniu organu ir vaidina įgimto imuniteto (arba uždegimo) vaidmenį (Xia ir kt., 2008; Trigger, 2010). ERV ir jų sukeltas imunitetas arba su uždegimu susiję genai gali būti svarbūs fiziologinėms kepenų funkcijoms ir būti jungtimi tarp mitybos metabolizmo ir imuniteto (arba uždegimo). Šiame tyrime, nors mitybos (arba energijos) pokyčiai sukėlė ERV mRNR ekspresiją ir su imunitetu ar uždegimu susijusius genus riebiose žąsų kepenyse, palyginti su normaliomis kepenimis, pažymėtina, kad ERV sukeltas imunitetas arba su uždegimu susiję genai. grįžtamasis ryšys gali reguliuoti mitybos metabolizmą (Volkman ir Stetson, 2014; Cañadas ir kt., 2018). Todėl šiame tyrime pateikiami tam tikri įrodymai, patvirtinantys mintį, kad ERV dalyvauja kuriant riebiąsias žąsų kepenis per su imunitetu ar uždegimu susijusius genus.

cistanche papildo privalumai – kaip stiprinti imuninę sistemą

Šiame tyrime taip pat nustatėme IFIH1 baltymų kiekį nevalgiusių ir kontrolinių žąsų kepenyse, nevalgiusių ir kontrolinių žąsų kepenyse bei permaitintų žąsų ir kontrolinių žąsų kepenyse. Nors IFIH1 baltymų lygio modeliai buvo panašūs į IFIH1 mRNR lygio modelius, baltymų lygio skirtumas tarp gydomųjų ir kontrolinių grupių nebuvo toks akivaizdus kaip mRNR lygis. Galimi paaiškinimai apima tai, kad IFIH1 baltymų lygis gali būti reguliuojamas po transkripcijos. Apibendrinant galima teigti, kad mityba ar energijos būklė turi įtakos kai kurių su imunitetu ar uždegimu susijusių genų ekspresijai per ERV, o tai yra galimas mechanizmas, kuriuo grindžiamas ryšys tarp mitybos (arba energijos) ir imuniteto (arba uždegimo). Mityba arba energetinė būklė gali reguliuoti ERV ekspresiją per DNR metilinimą. Šis epigenetinis reguliavimas tarp naminių paukščių rūšių skiriasi, todėl reikia toliau tirti specifinį mechanizmą. Su imunitetu ar uždegimu susiję genai, paveikti mitybos ar energetinės būklės, gali ne tik dalyvauti įgimtame imuniniame atsake, bet ir turėti įtakos uždegimui, gyvūnų augimui ir apoptozei bei grįžtamojo ryšio mitybos ar energijos apykaitos reguliavimui. Be to, šis tyrimas taip pat pirmą kartą atskleidė, kad ERV ir jų reguliuojami su imunitetu ar uždegimu susiję genai buvo susiję su riebiųjų žąsų kepenų vystymusi.

NUORODOS

Bolisetty, M., J. Blomberg, F. Benachenhou, G. Sperber ir K. Beemon. 2012. Netikėta paukščių endogeninių retrovirusų įvairovė ir raiška. mBio 3 e00344-00312.

Cañadas, I., R. Thummalapalli, JW Kim, S. Kitajima, RW Jenkins, CL Christensen, M. Campisi, Y. Kuang, Y. Zhang, E. Gjini, G. Zhang, T. Tian, ​​DR Sen, D . Miao, Y. Imamura, T. Thai, B. Piel, H. Terai, AR Aref, T. Hagan, S. Koyama, M. Watanabe, H. Baba, AE Adeni, CA Lydon, P. Tamayo, Z. Wei, M. Herlyn, TU Barbie, R. Uppaluri, LM Sholl, E. Sicinska, J. Sands, S. Rodig, KK Wong, CP Paweletz, H. Watanabe ir DA Barbie. 2018. Naviko įgimtas imunitetas, sukurtas specifinių interferono stimuliuojamų endogeninių retrovirusų. Nat. Med. 24:1143–1150.

Chiappinelli, KB, PL Strissel, D. Alexis, HL Li, H. Christine, A. Benjamin, H. Alexander, NS Rote, LM Cope, S. Alexandra, M. Vladimir, B. Sadna, JS Dennis, DW Jedd, MP Drew, WB Matthias, AZ Cynthia, M. Taha, AC Timothy, BB Stephen ir S. Reiner. 2015. DNR metilinimo slopinimas sukelia interferono atsaką vėžiui per dsRNR, įskaitant endogeninius retrovirusus. Cell 162:974–986.

Crichton, JH, DS Dunican, M. Marie, RR Meehan ir IR Adams. 2014. Genomo gynimas nuo priešo naudojant retrotransposonų slopinimo mechanizmus pelės gemalo linijoje. Ląstelė. Mol. Gyvenimas Sci. 71:1581–1605.

Deborah, BH ir TH Bestor. 2004. Mejotinė katastrofa ir retrotransposono reaktyvacija vyriškose lytinėse ląstelėse, kuriose nėra Dnmt3L. Gamta 431:96–99.

Denner, J. 2016. Endogeninių retrovirusų ekspresija ir funkcija placentoje. APMIS 124:31–43.

Dolei, A., E. Uleri, G. Ibba, M. Caocci, C. Piu ir C. Serra. 2015. Ateiviai žmogaus DNR: HERV-W/MSRV/syncytin-1 endogeniniai retrovirusai ir neurodegeneracija. J. Užkrėsti. Dev. Count. 9:577–587.

Elaheh, K., N. Farzaneh, P. Mirshokraei, SE Tabatabaeizadeh ir H. Dehghani. 2018. Endogeninių retrovirusų ekspresija galvijų embriono preimplantacijos stadijose. Atgaminti. Namų. Anim. 53:1405–1414.

Eo, H., JE Park, YJ Jeon ir Y. Lim. 2017. Gerinantis kolonijinio cava polifenolio ekstrakto poveikis inkstų uždegimui, susijusiam su nenormaliu energijos metabolizmu ir oksidaciniu stresu riebios dietos sukeltoms nutukusioms pelėms. J. Agrič. Food Chem. 65:3811–3818

Ferreira, PS, LC Spolidorio, JA Manthey ir TB Cesar. 2016 m. Citrusinių vaisių flavanonai apsaugo nuo sisteminio uždegimo ir mažina oksidacinį stresą pelėms C57BL/6J, maitinamoms riebiu maistu. Maisto funkcija. 7:2675–2681.

Geng, TY, W. Hu, MH Broadwater, JM Snider, J. Bielawski, SB Russo, JH Schwacke, J. Ross ir LA Cowart. 2013. Riebalų rūgštys skirtingai reguliuoja atsparumą insulinui per endoplazminio tinklo streso sukeltą triblakių homologo indukciją: galimas ryšys tarp mitybos riebalų sudėties ir patofiziologinių nutukimo padarinių. Diabetologia 56:2078–2087.

Geng, TY, B. Yang, FY Li, LL Xia, Q. Wang, X. Zhao ir DQ Gong. 2016a. Apsauginių komponentų, užkertančių kelią riebiųjų žąsų kepenų paūmėjimui, nustatymas: adiponektino receptorių apibūdinimas, ekspresija ir reguliavimas. Komp. Biochem. Physiol. B Biochem. Mol. Biol. 194:32–38.

Geng, TY, X. Zhao, LL Xia, L. Liu, FY Li, B. Yang, Q. Wang, S. Montgomery, HM Cui ir DQ Gong. 2016b. Maistinio cukraus papildymas skatina nuo streso nepriklausomą endoplazminio tinklo atsparumą insulinui ir riebias žąsų kepenis. Biochem. Biofizė. Res. Komun. 476:665–669.

Gibb, EA, RL Warren, GW Wilson, SD Brown, GA Robertson, GB Morin ir RA Holt. 2015. Su endogeniniu retrovirusu susijusios ilgos nekoduojančios RNR aktyvacija sergant žmogaus adenokarcinoma. Genome Med. 7:22.

Haraguchi, S., RA Good, GJ Cianciolo ir NK Day. 1992. Sintetinis peptidas, homologiškas retroviruso apvalkalo baltymui, sumažina TNF-a ir IFN-g mRNR ekspresiją. J. Leukoc. Biol. 52:469–472.

Hjort, L., SW Jørgensen, L. Gillberg, E. Hall, C. Brøns, J. Frystyk, AA Vaag ir C. Ling. 2017. Jaunų vyrų 36 valandų badavimas įtakoja riebalinio audinio DNR LEP ir ADIPOQ metilinimą priklausomai nuo gimimo svorio. Clin. Epigenetika 9:40.

Hohn, O., K. Hanke ir N. Bannert. 2013. HERV-K (HML-2), geriausiai išsilaikiusi HERV šeima: endogenizacija, ekspresija ir poveikis sveikatai ir ligoms. Priekyje. Oncol. 3:246.

Huda, A., N. Polavarapu, IK Jordan ir JF McDonald. 2008. Viščiukų genomo endogeniniai retrovirusai. Biol. Tiesiogiai 3:9.

Jacobsen, SC, L. Gillberg, J. Bork-Jensen, R. Ribel-Madsen, E. Lara, V. Calvanese, C. Ling, AF Fernandez, MF Fraga, P. Poulsen, C. Brøns ir A. Vaag . 2014. Jaunų vyrų, kurių gimimo svoris yra mažas, sumažėjęs viso genomo raumenų DNR metilinimo plastiškumas, kai maitinasi daug riebalų. Diabetologia 57: 1154–1158.

Jaenisch, R., A. Schnieke ir K. Harbers. 1985. Pelių gydymas 5-azacitidinu efektyviai suaktyvina tylius retrovirusinius genomus skirtinguose audiniuose. Proc. Natl. Akad. Sci. USA 82:1451–1455.

Jern, P. ir JM Coffin. 2008. Retrovirusų poveikis šeimininko genomo funkcijai. Annu. Kunigas Genet. 42:709–732.

Keith, EG, RB Jones, DA Meiklejohn, N. Anwar, LC Ndhlovu, JM Chapman, AL Erickson, A. Agrawal, G. Spotts, FM Hecht, NS Rakoff, J. Lenz, MA Ostrowski ir DF Nixon. 2007. T ląstelių atsakas į žmogaus endogeninius retrovirusus sergant ŽIV{1}} infekcija. PLoS Patogas. 3:e165.

K€ury, P., A. Nath, A. Creange, A. Dolei, P. Marche, J. Gold, G. Giovannoni, HP Hartung ir H. Perron. 2018. Žmogaus endogeniniai retrovirusai sergant neurologinėmis ligomis. Tendencijos Mol. Med. 24:379–394.

Li, JY, YD Wang, XY Qi, L. Ran, T. Hong, J. Yang, B. Yan, ZZ Liao, JH Liu ir XH Xiao. 2019 m. Serumo CCN3 kiekis padidėja sergant 2 tipo cukriniu diabetu ir yra susijęs su nutukimu, atsparumu insulinui ir uždegimu. Clin. Chim. Acta 494:52–57.