摘要
[目的]利用系统生物学分析和鸡胚十二指肠上皮细胞模型探究热应激诱导肠道损伤的作用机制,筛选出家禽热应激诱导肠道损伤的作用靶标,为缓解热应激诱导的肠细胞氧化应激提供理论支撑.[方法]基于NCBI数据库筛选热应激诱导肠道损伤的作用靶标,通过GO功能注释和KEGG信号通路富集分析获得相关代谢通路;分离鸡胚十二指肠上皮细胞构建42℃热应激模型,通过检测细胞损伤病理、细胞活性、乳酸脱氢酶(LDH)活性、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量及关键基因(Nrf2和HSP70)表达情况等,进一步确认热应激对肠细胞的损伤作用.[结果]将热应激作用靶标与肠道损伤作用靶标取交集,共获得23个热应激诱导肠道损伤的作用靶标,分别是BCL2、CD4、CFTR、ERN1、FOXM1、FOXP3、HMOX1、HSF1、HSP90AA1、HSP70、HSPA4、HSPA8、JUN、MAPK1、MTOR、NFKB1、NLRP3、PLK1、RHOB、SIRT1、SUMO2、TP53和YAP1.KEGG信号通路富集分析发现热应激诱导肠道损伤与NOD-样受体信号通路、沙门氏菌感染、凋亡、细胞衰老及内质网内蛋白加工等有关;GO功能注释分析发现热应激诱导肠损伤与细胞缺氧反应、细胞对镉离子反应、细胞对热反应及热休克蛋白结合等有关.鸡胚十二指肠上皮细胞体外热应激模型验证发现,热应激能导致鸡胚十二指肠上皮细胞空泡变性,严重时则导致细胞核浓缩深染的变性坏死;热应激还会引起鸡胚十二指肠上皮细胞的活性降低,而细胞上清液中的LDH含量升高;此外,随着热应激时间的延长,鸡胚十二指肠上皮细胞内的MDA含量不断上升,而超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)的活性均呈下降趋势;热应激导致鸡胚十二指肠上皮细胞内Nrf2基因表达下调、HSP70基因表达上调.[结论]细胞内氧化—抗氧化失衡是热应激诱导肠道损伤的重要因素,而热休克蛋白是机体激活细胞抵御热应激损伤的重要保护机制.
基金项目
山东省自然科学基金(ZR2020QC194)
山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(ZR2020QC194)
Shandong Science and Technology Small and Mediumsized Enterprises Innovation Ability Improvement Project(2021TSGC1271)
Shandong Science and Technology Small and Mediumsized Enterprises Innovation Ability Improvement Project(2021TSGC1275)
Shandong Science and Technology Small and Mediumsized Enterprises Innovation Ability Improvement Project(2022 TSGC1056)
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