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(diào)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(diào)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(jù)。
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(diào)節(jié)活性及其作用機制,。結(jié)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(chǎn)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(diào)節(jié)功能，為深入認識PBD114免疫調(diào)節(jié)功能提供了重要的參考依據(jù),。
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(shù),；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