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近日，動科所豬育種團隊聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)大學及東北農(nóng)業(yè)大學在國際生物學研究領(lǐng)域期刊Cells（JCR Q1，IF=7.677）上發(fā)表題為“TLR4 Overexpression Aggravates Bacterial Lipopolysaccharide-Induced Apoptosis Via Excessive Autophagy and NF-κB/MAPK Signaling in Transgenic Mammal Models”的論文。我院動科所王塑天副研究員、羅成龍研究員以及動衛(wèi)所張昆麗助理研究員為論文共同第一作者，中國農(nóng)業(yè)大學連正興教授和東北農(nóng)業(yè)大學姚玉昌教授為通訊作者。
以大腸桿菌、沙門氏菌為代表的革蘭氏陰性菌感染對公共衛(wèi)生安全和畜牧業(yè)健康發(fā)展構(gòu)成重大威脅。天然免疫是動物機體抵抗病原微生物感染的第一道防線，具有作用范圍廣、反應迅速、遺傳穩(wěn)定的特點。過去數(shù)十年的研究發(fā)現(xiàn)，宿主細胞中存在著識別病原結(jié)構(gòu)的保護分子，被稱作模式識別受體。其中Toll樣受體4 (Toll-like receptor 4, TLR4)可識別細菌脂多糖(bacterial lipopolaccharide, LPS)，誘導先天免疫反應、自噬和細胞死亡，對機體的生理穩(wěn)態(tài)有重要影響。然而，TLR4在細菌LPS誘導的大型哺乳動物自噬和凋亡中的作用尚不清楚，這些動物在許多生理特征上比嚙齒動物更接近人類。迄今為止，在大型哺乳動物水平上研究TLR與自噬、細胞凋亡間關(guān)系的報道很少。我們迫切需要更多的工具來進一步探索它們間的相互作用關(guān)系。
在本研究中我們建立了一個過表達TLR4的大型轉(zhuǎn)基因哺乳動物模型，發(fā)現(xiàn)高劑量LPS處理阻斷了轉(zhuǎn)基因后代免疫細胞中的自噬性降解，并引起了強烈的先天免疫反應和嚴重的單核/巨噬細胞凋亡。自噬小體/自噬溶酶體的過度積累可能與LPS誘導的轉(zhuǎn)基因動物單核/巨噬細胞凋亡有關(guān)。進一步研究表明，抑制TLR4及其下游的NF-κB或p38 MAPK信號通路可逆轉(zhuǎn)LPS誘導的自噬活性和細胞凋亡。這些結(jié)果表明，升高的TLR4通過導致溶酶體功能障礙、自噬流異常、氮氧代謝失衡和炎癥因子風暴而加劇LPS誘導的單核/巨噬細胞凋亡，這與TLR4下游NF-κB和MAPK信號通路有關(guān)。本研究提供了一種全新的富含TLR4的大型哺乳動物模型來研究其對細菌感染條件下宿主自噬活性、炎癥、氧化應激和細胞死亡的潛在影響。這些發(fā)現(xiàn)不但豐富了TLR4的生物學功能，也為家畜抗病育種工作提供了有力的證據(jù)與全新的素材。
該研究得到了農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因重大專項、廣東省農(nóng)業(yè)科學生物育種研究中心課題、廣東省農(nóng)業(yè)科學院青年副研究員及優(yōu)秀博士人才引進等項目的資助。
原文鏈接：https://www.mdpi.com/2073-4409/12/13/1769/htm
以大腸桿菌、沙門氏菌為代表的革蘭氏陰性菌感染對公共衛(wèi)生安全和畜牧業(yè)健康發(fā)展構(gòu)成重大威脅。天然免疫是動物機體抵抗病原微生物感染的第一道防線，具有作用范圍廣、反應迅速、遺傳穩(wěn)定的特點。過去數(shù)十年的研究發(fā)現(xiàn)，宿主細胞中存在著識別病原結(jié)構(gòu)的保護分子，被稱作模式識別受體。其中Toll樣受體4 (Toll-like receptor 4, TLR4)可識別細菌脂多糖(bacterial lipopolaccharide, LPS)，誘導先天免疫反應、自噬和細胞死亡，對機體的生理穩(wěn)態(tài)有重要影響。然而，TLR4在細菌LPS誘導的大型哺乳動物自噬和凋亡中的作用尚不清楚，這些動物在許多生理特征上比嚙齒動物更接近人類。迄今為止，在大型哺乳動物水平上研究TLR與自噬、細胞凋亡間關(guān)系的報道很少。我們迫切需要更多的工具來進一步探索它們間的相互作用關(guān)系。
在本研究中我們建立了一個過表達TLR4的大型轉(zhuǎn)基因哺乳動物模型，發(fā)現(xiàn)高劑量LPS處理阻斷了轉(zhuǎn)基因后代免疫細胞中的自噬性降解，并引起了強烈的先天免疫反應和嚴重的單核/巨噬細胞凋亡。自噬小體/自噬溶酶體的過度積累可能與LPS誘導的轉(zhuǎn)基因動物單核/巨噬細胞凋亡有關(guān)。進一步研究表明，抑制TLR4及其下游的NF-κB或p38 MAPK信號通路可逆轉(zhuǎn)LPS誘導的自噬活性和細胞凋亡。這些結(jié)果表明，升高的TLR4通過導致溶酶體功能障礙、自噬流異常、氮氧代謝失衡和炎癥因子風暴而加劇LPS誘導的單核/巨噬細胞凋亡，這與TLR4下游NF-κB和MAPK信號通路有關(guān)。本研究提供了一種全新的富含TLR4的大型哺乳動物模型來研究其對細菌感染條件下宿主自噬活性、炎癥、氧化應激和細胞死亡的潛在影響。這些發(fā)現(xiàn)不但豐富了TLR4的生物學功能，也為家畜抗病育種工作提供了有力的證據(jù)與全新的素材。
該研究得到了農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因重大專項、廣東省農(nóng)業(yè)科學生物育種研究中心課題、廣東省農(nóng)業(yè)科學院青年副研究員及優(yōu)秀博士人才引進等項目的資助。
原文鏈接：https://www.mdpi.com/2073-4409/12/13/1769/htm
