防御素是哺乳動物先天免疫的重要組成部分,，不僅具有抑制病原菌和病毒的活性作用，還可參與免疫調節(jié)和信號傳導等代謝生理活動,。研究表明豬只表達β防御素,，豬β防御素114（PBD114）廣泛表達在豬的各個組織中,，前期研究表明PBD114可增強腸道屏障,，降低腸道炎癥。深入研究PBD114的免疫調節(jié)功能及作用機制將有助于全面了解豬β防御素的生物學功能,，為提高生豬免疫抗病力提供理論依據,。
重慶市畜牧科學院動物營養(yǎng)研究所以豬肺泡巨噬細胞3D4/21為模型,，深入研究PBD114的免疫調節(jié)活性及其作用機制。結果發(fā)現(xiàn),，PBD114細胞毒性和溶血性都比較低,，PBD114能夠激活3D4/21細胞免疫系統(tǒng)，增加炎癥因子TNFα和IL-10的蛋白表達量,，且隨著PBD114濃度和時間的增加而增加（圖1）,。采用RNA-seq進一步分析100μg/ml PBD114處理細胞12 h后的基因表達（圖2），發(fā)現(xiàn)PBD114顯著增加細胞cxcl2,、il1b,、csf3、lif,、il1a、dusp5,、csf2,、Nfkbiz、cish,、bcl6b,、Ccl22、TNF等1170個基因表達,，顯著降低Il2rb,、Cd4、Cd2,、Thy1,、Ccr7等724個基因表達。KEGG-Pathway分類分析發(fā)現(xiàn)差異表達基因參與信號傳導,、免疫系統(tǒng),、病毒感染和癌癥等生物代謝通路；KEGG-Pathway富集分析發(fā)現(xiàn)差異表達基因主要富集在TNF,、MAPK,、NF-κB和Toll樣受體等信號通路上。眾所周知,，TNF,、MAPK、NF-κB和Toll樣受體信號通路是先天免疫的重要組成部分,，能快速對外源致病因子進行響應,，例如產生大量趨化因子和炎癥因子、促進免疫細胞分化和成熟等,，從而發(fā)揮防御作用,。由此可見,，PBD114可通過多種途徑、多靶點發(fā)揮免疫調節(jié)功能,，為深入認識PBD114免疫調節(jié)功能提供了重要的參考依據,。
圖1. PBD114誘導3D4/21細胞TNFα和IL-10蛋白表達
圖2. PBD114引起的差異表達基因RNA-seq分析
注：A：差異表達基因數；B：差異表達基因火山圖,；C：差異表達基因熱圖,；D：差異表達基因KEGG-Patyway分離圖；E：差異表達基因KEGG-Patyway富集氣泡圖