Post i prekomjerno hranjenje utječu na ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom u jetri peradi putem endogenog retrovirusa

SAŽETAK

Poznato je da su prehrana i imunitet povezani, no mehanizam nije baš jasan. Endogeni retrovirusi (ERV) čine 8 do 10% ljudskog i mišjeg genoma i imaju važnu ulogu u nekim biološkim procesima životinja. Nedavne studije pokazuju da aktivacija ERV-a može utjecati na ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom, a aktivnosti ERV-a podložne su regulaciji mnogih čimbenika uključujući čimbenike prehrane. Stoga pretpostavljamo da stanje uhranjenosti može utjecati na ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom putem ERV-a. Kako bi se potvrdila ova hipoteza, prehrambeni status životinja promijenjen je postom ili prekomjernim hranjenjem, a ekspresija intaktnog ERV (ERVK18P, ERVK25P) i gena povezanih s imunitetom ili upalom (DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7, STAT3) u jetri utvrđeno je kvantitativnom PCR-om, praćeno prekomjernom ekspresijom ERVK25P u primarnim hepatocitima guske i određivanjem ekspresije gena povezanih s imunitetom ili upalom. Podaci su pokazali da je u usporedbi s kontrolnom skupinom (bez posta), ekspresija ERV-a i gena povezanih s imunitetom ili upalom bila povećana u jetri gladnih pilića, ali smanjena u jetri gladnih gusaka. Štoviše, u usporedbi s kontrolnom skupinom (koja se rutinski hranila), ekspresija ERV-a i gena povezanih s imunitetom ili upalom bila je povećana u jetri prekomjerno hranjenih gusaka. Osim toga, prekomjerna ekspresija ERVK25P u primarnim hepatocitima guske može potaknuti ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom. Zaključno, ovi nalazi sugeriraju da ERV posreduje u učincima gladovanja i prekomjernog hranjenja na ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom, posredovanje se razlikuje ovisno o vrsti peradi, a ERV i geni povezani s imunitetom ili upalom mogu biti uključeni u razvoj guščje masne jetre. Ova studija pruža potencijalni mehanizam za povezanost između prehrane i imuniteta.

Cistanche deserticola ma- Održavanje jetre

Ključne riječi: prehrana, imunitet, perad, masna jetra, endogeni retrovirus

UVOD

Endogeni retrovirusi (ERV) smatraju se ostacima egzogenih retrovirusa (provirusa). Većina ovih preostalih 'fosilnih' sekvenci sadrži nekoliko mutacija koje su akumulirane u procesu dugotrajne evolucije od njihove integracije u genome domaćina (Cañadas et al., 2018). Postoje kod gotovo svih životinja sisavaca (kao što su ljudi, miševi, mačke i ovce) i drugih kralješnjaka (kao što su kokoši) (Melanie i Nair, 2014; Xu et al., 2014). Kod kokoši, ERV čini više od 3% genoma kokoši (Huda i sur., 2008.). Iako su ERV-i u izobilju u životinjskim genomima, mnogi ERV-i nisu netaknuti. Intaktni ERV odnosi se na one čije strukture nije lako razlikovati od egzogenih retrovirusa. Ti ERV-ovi obično sadrže 2 duga terminalna ponavljanja (LTR) koja imaju elemente za regulaciju transkripcije, kodirajuće sekvence virusnih proteina (skupinski specifični antigen [Gag], reverzna transkriptaza [Pol] i protein ovojnice [Env]), sekvencu polipurinskog traga , i kratke bočne genomske sekvence njihovih stanica domaćina (Jern i Coffin, 2008; Dolei i sur., 2015; K€ury i sur., 2018). Do sada postoji oko 500 relativno intaktnih ERV koji se nalaze u genomu kokoši (Bolisetty et al., 2012.). Osim relativno netaknutog ERV-a, postoje i druge vrste ERV-a, uključujući 'vitki' ERV kojem nedostaje jedan ili više kodirajućih gena potrebnih za samoreplikaciju (obično Env gen) i 'solo LTR' ERV. Broj 'solo LTR' ERV-ova je oko 60 puta veći od broja relativno netaknutih ERV-ova (Bolisetty et al., 2012). Filogenetska analiza pokazuje da se ptičji proretrovirusi (tj. ERV) mogu klasificirati u klasu I (slični gama), klasu II (slični alfa i beta) i klasu III (slični spumali) proretroviruse. Alfa-slični proretrovirusi brojčano su nadmašeni beta-sličnim, gama-sličnim i alfabeta proretrovirusima (Bolisetty et al., 2012.). U usporedbi s proretrovirusima sisavaca, proretrovirusi ptica su heterogeniji. Beta-slični pro-retrovirusi prošli su evolucijski prijelaz iz beta-sličnih u abecedne, a potom u alfa-slične pro-retroviruse, s postupnim gubitkom beta retrovirusnih markera. Abecedni proretrovirusi su posrednik između alfa-sličnih i beta-sličnih, uključujući neke ranije prepoznate ptičje proretroviruse. Čini se da su pro retrovirusi klase III najstariji, a slijede beta-slični i gama-slični pro-retrovirusi, dok se čini da su abecedni i alfa-slični pro retrovirusi najmlađi. Većina proretrovirusa integrirana je u gene domaćina u smislu orijentacije (Bolisetty i sur., 2012.).

Dobrobiti cistanche tubulosa-Održavanje jetre

Poput transpozona koji nisu LTR (npr. dugi ili kratki isprepleteni nuklearni elementi), ERV su pokretni elementi koji se mogu transponirati u obliku sekvenci DNK s jednog mjesta na drugo u genomu domaćina. Ova transpozicija je posredovana RNA međuproduktom. Iako ERV kao retrotranspozoni imaju snažnu prijenosnu sposobnost u ranoj fazi evolucije, većina ih je sada izgubila tu sposobnost (Jern i Coffin, 2008.). Štoviše, duboke studije sekvenciranja pokazuju da su mnogi ERV općenito tihi. Na primjer, samo oko 20% ERV-a se transkribira u fibroblastima pilećih embrija, a podskup njih također se transkribira in vivo (Bolisetty et al., 2012.). Osim toga, nedavne studije pokazuju da se neki tihi ERV mogu aktivirati i eksprimirati pod određenim uvjetima (Crichton et al., 2014.), a na njihovu ekspresiju utječu mnogi čimbenici, kao što su tip stanice ili tip tkiva (osobito placente i spolnih stanica) , diferencijacija stanica i proces starenja, citokini, čimbenici koji remete normalnu funkciju stanica te nutritivni čimbenici (Taruscio i Mantovani, 2004.; Denner, 2016.; Elaheh i sur., 2018.). Posljednjih desetljeća biološke funkcije ERV-a postupno su otkrivene: 1) Transpozicija ERV-a može destabilizirati genome domaćina, ali ERV kao izvorni genetski materijal omogućuje životinjama domaćinima da povećaju raznolikost između i unutar vrsta, poboljšaju prilagodljivost okolišu i održavaju kontinuiranu evolucija (Zhang i sur., 2008.); 2) Promotori i pojačivači u LTR regijama ERV-a mogu utjecati na transkripciju njihovih susjednih gena i promijeniti epigenetski status susjednih regija (kao što je metilacija DNA i modifikacija histona) (Thompson et al., 2016.); 3) Vezivanjem Env proteina na receptore domaćina, ERV može blokirati vezanje egzogenih virusa na iste receptore, osiguravajući tako stanicama domaćina sposobnost da se odupru egzogenim virusima (Nadeau et al., 2015.); 4) ERV transkripti mogu aktivirati urođeni imunološki sustav i inducirati proizvodnju citokina kao što je IFN preko dvolančane RNA ovisnog TLR3/MDA5 signalnog puta, čime inhibiraju tumore (Chiappinelli i sur., 2015.); i 5) ERV su također uključeni u nastanak i razvoj nekih bolesti, kao što su starenje, autoimunost i degenerativne neurološke bolesti (Mager i Stoye, 2015; Nadeau i sur., 2015).

Endogeni retrovirus skupine K (ERVK) najnoviji je endogeniziran među različitim skupinama ERV-a (ERVW, ERVH, ERVK i tako dalje). Sadrži kodirajući slijed za funkcionalne proteine, stoga se smatra najnetaknutijom i biološki najaktivnijom ERV skupinom (Hohn et al., 2013.). Pojačana ekspresija ERVK povezana je s upalnim bolestima, neurološkim bolestima, autoimunim bolestima i tako dalje (Haraguchi i sur., 1992; Tolosa i sur., 2012). Nedavne studije pokazuju da aktivacija ERVK inhibitorom DNA metiltransferaze, 5-aza-2-deoksicitidinom, može poboljšati stanični urođeni imunitet (Nogues et al., 2018.). U usporedbi s ljudskim ERVK-om koji ima mnogo članova, ptičji ERVK ima samo nekoliko članova označenih u GenBank-u. Označeni članovi ERVK-a koje dijele kokoš i guska su samo ERVK18P (LOC106029425) i ERVK25P (LOC106046236). Trenutno, biološka ili patološka uloga ptičjeg ERVK ostaje nepoznata. Prehrana i energetski statusi važni su čimbenici koji utječu na rast, reprodukciju i imunitet životinja. Kao što je ranije spomenuto, čimbenici prehrane mogu aktivirati ekspresiju ERV-a, a ERV može regulirati ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom na više načina. Stoga nagađamo da razina prehrane ili energije može utjecati na ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom putem ERV-a. Kako bi se potvrdilo ovo nagađanje, stanje uhranjenosti je promijenjeno postom ili prekomjernim hranjenjem kod pokusnih pilića ili gusaka, a zatim je određena ekspresija ERV-a i gena povezanih s imunitetom ili upalom u jetri. Dodatno, prekomjerna ekspresija ERVK25P u primarnim hepatocitima guske također je provedena kako bi se riješio odnos između ERV i gena povezanih s imunitetom (ili upalom). Ova studija daje novi uvid u mehanizam veze između prehrane i imuniteta.

cistanche tubulosa-poboljšava imunološki sustav

Kliknite ovdje za pregled Cistanche proizvoda za jačanje imuniteta

【Tražite više】 E-pošta:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

MATERIJALI I METODE

Pokusne životinje

Svi protokoli za životinje bili su u skladu s institucionalnim smjernicama o korištenju poljoprivrednih životinja u istraživanju i odobreni od strane Odbora za brigu i korištenje životinja na Sveučilištu Yangzhou u Kini.

Jurong Siji guščići iz iste serije za izleganje uzgajani su na tlu pod prirodnom rasvjetom i konvencionalnim uzgojem na eksperimentalnoj farmi Mali (Jurong, Jiangsu, Kina). U dobi od 70 dana, 16 zdravih gusaka nasumično je podijeljeno u 2 skupine: grupu natašte (guske su gladovale 24 sata sa slobodnim pristupom vodi) i kontrolnu skupinu (bez posta, ad libitum pristup hrani i vodi). Nakon 24 sata gladovanja, sve pokusne jedinke su žrtvovane, a uzorci jetre su sakupljeni, brzo zamrznuti u tekućem dušiku i preneseni na 270 C radi pohrane. Slično, šesnaest 20- tjedana starih zdravih Rhode Island Red pilića žrtvovano je za pokus posta. Za razliku od gladovanja, šesnaest 70- dana starih zdravih gusaka iz Landes (dobio Licheng Animal and Poultry Co., Ltd., Huaian, Jiangsu, Kina) nasumično je i jednako podijeljeno u prehranjene (24 dana prekomjernog hranjenja) i kontrolna skupina (hranjenje rutinsko). Protokol za prekomjerno hranjenje prethodno su opisali Geng i sur., 2016a. 24. dana prekomjernog hranjenja, uzorci jetre su prikupljeni iz kontrolne i prekomjerne skupine i pohranjeni na 270 C.

Izolacija i kultura primarnih hepatocita guske i prekomjerna ekspresija ERV

Primarni hepatociti guske izolirani su i uzgojeni iz embrija guske 22. ili 23. dana od izlijeganja kako su prethodno opisali Osman et al., 2016. Prilagođeni vektor prekomjerne ekspresije gena LOC106046236 guske (ili ERVK člana 25 Pol proteina, ERVK25P ) i prazan vektor kupljeni su od Suzhou Jima Gene Co., Ltd. (Suzhou, Kina). Vektor prekomjerne ekspresije konstruiran je upotrebom vektora pcDNA3.1 koji sadrži CMV promotor i umetnuti fragment DNA koji je bio kodirajuća sekvenca gena polimeraze ERVK25. Vektor prekomjerne ekspresije i prazni vektor su odvojeno transficirani u primarne hepatocite guske koji su bili izolirani i uzgajani 24 sata s Lipofectamine 2000 (kat. br. 11, 668-019, Invitrogen, Co., Ltd., Camarillo). Nakon 32 sata od transfekcije, stanice su sakupljene za analizu ekspresije gena kvantitativnom fluorescentnom PCR. Transfekcija je provedena kako su prethodno opisali Geng et al., 2013.

Pročišćavanje RNA i sinteza cDNA

Ukupna RNA izolirana je iz uzoraka jetre korištenjem TRIzol kompleta (kataloški broj DP424; Tiangen Biotech (Beijing) Co., Ltd., Peking, Kina). Pročišćeni uzorci RNA obrnuto su transkripirani u cDNA korištenjem kompleta za obrnutu transkripciju HiS criptTM Q RTSuperMix (cat# R123-01; Vazyme Biotech Co., Ltd., Nanjing, Kina). Reverzna transkripcija je provedena prema uputama proizvođača.

Dobrobiti cistanche tubulosa- Održavanje jetre

Kvantitativna PCR analiza

Na temelju referentne sekvence svakog gena u GenBank, kvantitativnih PCR početnica za gene od interesa i internog referentnog gena, GAPDH je dizajniran korištenjem internetskog softvera Primer 3.0 (Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge) i Specifičnost sekvence potvrđena je korištenjem programa Primer-BLAST (National Center for Biotechnology Information, Bethesda) na web stranici NCBI. Slijedovi primera navedeni su u tablici 1. Prema uputama proizvođača, kvantitativni PCR je proveden pomoću kompleta Vazyme AceQ qPCR SYBR Green Master Mix (kat. br. Q111-02/03; Vazyme Biotech Co., Ltd., Nanjing, Kina) i cDNA uzoraka. Relativna ekspresija gena od interesa izračunata je pomoću metode 22OOCT kako su prethodno opisali Geng et al., 2016b.

Imunobloting analiza

Uzorci tkiva jetre lizirani su u puferu koji sadrži 50 mmol Tris, pH 7,5, 120 mmol NaCl, 1 mmol EDTA, 15 mmol Na4P2O7, 20 mmol NaF, 1% Nonidet , 0.1% fenilmetil sulfurid i inhibitori proteaze (0.08 mmol aprotinina, 0,02 mmol leupeptina, 0,04 mmol bestatina i 15 mmol pepstatina). Sadržaj proteina u svakom lizatu određen je korištenjem Bio-Rad RC DC pribora za analizu proteina (kat br. 500-0119; Bio-Rad, Hercules) prema uputama proizvođača. Proteini (10 mg) iz tkivnih lizata odvojeni su SDS PAGE i zatim prebačeni u nitrocelulozne membrane, koje su inkubirane preko noći u 5% mlijeka u PBS-u koji sadrži 0,1% Tween 20. Membrane su zatim inkubirane s primarnim antitijelima preko noći na 4°C. sljedeća protutijela korištena su u razrjeđenju 1:1000 u ovoj studiji: anti-STAT3 (kat br. bs- 1141R; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Peking, Kina), anti-IFIH1 (kat. br. bs-18740R; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Peking, Kina), anti-aktin (kat. br. bsm-33036M; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Peking, Kina) i anti-GAPDH (kat br. NB300-221; Novus Biologicals Co., Ltd., CO). Sekundarna protutijela konjugirana s peroksidazom hrena korištena su u razrjeđenju 1:10 000. Proteini su detektirani pojačanom kemiluminiscencijom i Western blotting sustavom detekcije (Amersham Biosciences, Peking, Kina).

Statistička analiza

Studentov t-test korišten je za analizu statističke značajnosti razlike u ekspresiji gena između tretirane i kontrolne skupine, a P,0.05 postavljen je kao kriterij statističke značajnosti. Svi podaci prikazani su kao srednja vrijednost 6 SEM.

REZULTATI

Post je potisnuo ekspresiju ERV-a i imunološki povezanih gena u guščjoj jetri

Kvantitativni PCR početnice za ERV gene guske (ERVK18P ili LOC1{{10}}6029425, ERVK25P ili LOC106046236) dizajnirane su na temelju referentnih sekvenci u GenBank. Kvantitativna PCR analiza pokazala je da je razina ekspresije ERVK18P u guščjoj jetri slična ERVK25P (Slika 1A). U usporedbi s kontrolnom skupinom (bez gladovanja), ekspresija ERVK18P i ERVK25P bila je značajno inhibirana u jetri gusaka koje su gladovale 24 sata (P, 0,05 ili 0,01) (Slika 1B). Sukladno tome, ekspresija mRNA gena povezanih s imunitetom ili upalom (DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7, STAT3) također je bila inhibirana, pri čemu je razlika u ekspresiji mRNA DDX41 i IFNG između gladnih i kontrolnih gusaka dosegnula statistički značajnu razinu (P, 0,05) (Slika 1B). Imunobloting analiza pokazala je da je razina proteina IFIH1 u jetri izgladnjelih gusaka bila niža nego kod kontrolnih gusaka (dodatna slika 1).

Tablica 1. Popis sekvenci početnica za kvantitativni PCR.

Post je potaknuo ekspresiju ERV-a i imunološki povezanih gena u pilećoj jetri

Kvantitativna PCR analiza pokazala je da je u usporedbi s kontrolnom skupinom (bez gladovanja), ekspresija mRNA ERVK18P i ERVK25P u pilećoj jetri izazvana gladovanjem, a indukcija je dosegla statistički značajnu razinu (P, 0.{{5} }5 ili 0.01) (Slika 2). Slično, gladovanje je također induciralo ekspresiju mRNA ovih gena povezanih s imunitetom ili upalom, pri čemu je razlika u ekspresiji mRNA IFIH1, IFNG, IRF7 i STAT3 između skupina dosegla statistički značajnu razinu (P, 0,05 ili 0,01) (Slika 2 ). Imunobloting analiza pokazala je da je razina proteina IFIH1 u jetri izgladnjelih gusaka bila viša nego kod kontrolnih gusaka (dodatna slika 1).

Pretjerano hranjenje izazvalo je ekspresiju ERV-a i imunološki povezanih gena u guščjoj jetri

Kvantitativna PCR analiza pokazala je da je u usporedbi s kontrolnom skupinom (koja se hranila rutinski), ekspresija mRNA ERVK18P i ERVK25 P u jetri gusaka prekomjerno hranjenih 24 dana bila povećana, pri čemu je razlika u ekspresiji mRNA ERVK18P između kontrolne i prekomjerno hranjene guske dosegla na statistički značajnu razinu (P, 0.05) (Slika 3). Sukladno tome, ekspresija mRNA gena povezanih s imunitetom ili upalom u jetrima prekomjerno hranjenih gusaka također je povećana, pri čemu je razlika u ekspresiji mRNA IRF7 između kontrolnih i prekomjerno hranjenih gusaka dosegnula statistički značajnu razinu (P, 0,05) ( slika 3). Imunobloting analiza pokazala je da je razina proteina IFIH1 u jetri prekomjerno hranjenih gusaka bila viša nego kod kontrolnih gusaka (dodatna slika 1).

Slika 1. Ekspresija ERV i gena povezanih s imunološkim sustavom u guščjoj jetri bila je inhibirana glađu. Relativna ekspresija ERV i imunološki povezanih gena određena je kvantitativnom PCR. (A) Ekspresija ERVK18P i ERVK25P u jetri normalne odrasle guske. (B) Ekspresija ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 i STAT3 u jetrima izgladnjelih gusaka predstavljena je kao promjena puta u odnosu na kontrolu (bez posta), n 5 6. *,** označava P, 0.05, 0,01 u odnosu na kontrolu. Svi podaci prikazani su kao srednja vrijednost 6 SEM. Kratica: ERV, endogeni retrovirus.

Endogena prekomjerna ekspresija retrovirusa izazvala je ekspresiju imuno-povezanih gena

Nakon 32 sata transfekcije primarnih hepatocita guske s praznim vektorima ili vektorima prekomjerne ekspresije koji sadrže kodirajuću sekvencu Pol gena guske ERVK25P, ekspresija mRNA Pol gena u stanicama transficiranim vektorima prekomjerne ekspresije bila je oko 97 puta veća od one u stanicama transfektiranim praznim vektorima (P, 0.01) (Slika 4). Kao što se očekivalo, ekspresija gena povezanih s imunitetom ili upalom bila je inducirana prekomjernom ekspresijom ERVK25P, a indukcija IFIH1, IFNG, IRF7 i STAT3 dosegnula je statistički značajnu razinu (P, 0.05 ili 0.01) (Slika 4).

RASPRAVA

Prehrana i razina energije važni su čimbenici koji utječu na rast, reprodukciju i imunitet životinja. Gladovanje (ili post) i hranjenje dva su tipična stanja koja utječu na razinu prehrane ili energije, stoga se često koriste kao istraživački model za razjašnjavanje regulacije prehrane ili energije na fiziološke funkcije životinja. Na primjer, post ili hranjenje mogu utjecati na ekspresiju gena povezanih s rastom, reprodukcijom i imunitetom (Volkoff i sur., 2016.; Smati i sur., 2020.). Međutim, nije jasno može li post ili hranjenje aktivirati ERV i utjecati na ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom putem ERV-a. Osim toga, kratkotrajno prekomjerno hranjenje (3-4 tjedna) može dovesti do stvaranja guščje masne jetre (obično poznate kao foie gras), koja je slična nealkoholnoj bolesti masne jetre (NAFLD) kod ljudi i glodavaca (Nahum et al. , 2010; Wang i sur., 2019), ali nije poznato aktivira li se ERV prekomjernim hranjenjem i uključen u razvoj masne jetre guske. U ovoj studiji, ekspresija ERV-a i nekih gena povezanih s imunitetom ili upalom u jetri gusaka ili kokoši određena je nakon promjene uhranjenosti ili energetskog statusa životinja postom ili prekomjernim hranjenjem, tako da je odnos između uhranjenosti (ili energetskog) statusa i ekspresija ERV-a i geni povezani s imunitetom (ili upalom) mogli bi se razjasniti. Štoviše, također je provedena prekomjerna ekspresija ERVK25P u primarnim hepatocitima guske kako bi se provjerilo utječe li ERV na ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom. Doista, rezultati su pružili snažne dokaze koji podupiru ideju da bi status hranjivih tvari ili energije mogao regulirati ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom putem ERV-a u peradi. Zanimljivo je da je učinak gladovanja na ekspresiju mRNA ERV-a i gene povezane s imunitetom ili upalom u jetri varirao ovisno o vrsti peradi, odnosno ekspresija mRNA gena u pilećoj jetri bila je suprotna onoj u guščjoj jetri . Nadalje, ekspresija mRNA gena u jetri izgladnjelih gusaka bila je suprotna ekspresiji prekomjerno hranjenih gusaka. Osim toga, podaci sugeriraju da geni povezani s imunitetom ili upalom mogu posredovati u regulaciji ERV-a u razvoju guščje masne jetre (ili foie gras).

Slika 2. Ekspresija ERV-a i gena povezanih s imunitetom ili upalom u pilećoj jetri izazvana je gladovanjem. Relativna ekspresija ERV i imunološki povezanih gena određena je kvantitativnom PCR. Razine ekspresije ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 i STAT3 u jetrima izgladnjelih pilića predstavljene su kao promjena puta u odnosu na kontrolu (bez posta), n {{10}} . *,** označava P, 0.05, 0,01 u odnosu na kontrolu, redom. Svi podaci prikazani su kao srednja vrijednost 6 SEM. Kratica: ERV, endogeni retrovirus.

Slika 3. Ekspresija ERV-a i gena povezanih s imunitetom ili upalom u guščjoj jetri izazvana je pretjeranim hranjenjem. Relativna ekspresija ERV i imunološki povezanih gena određena je kvantitativnom PCR. Razine ekspresije ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 i STAT3 u jetrima prekomjerno hranjenih gusaka prikazane su kao promjena puta u odnosu na kontrolu (rutinsko hranjenje), n {{10}} . * označava P, 0,05 u odnosu na kontrolu. Svi podaci prikazani su kao srednja vrijednost 6 SEM. Kratica: ERV, endogeni retrovirus.

Slika 4. Ekspresija gena povezanih s imunitetom ili upalom bila je inducirana prekomjernom ekspresijom ERV-a u primarnim hepatocitima guske. Relativna ekspresija ERV i imunološki povezanih gena određena je kvantitativnom PCR. Ekspresija ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 i STAT3 u primarnim hepatocitima guske transfektiranim vektorima prekomjerne ekspresije ERVK25P predstavljena je kao promjena puta u odnosu na kontrolu (hepatociti transficirani praznim vektorima), n {{1{{11 }}}}. *,** označavaju P, 0.05, 0,01 u odnosu na kontrolu. Svi podaci prikazani su kao srednja vrijednost 6 SEM. Kratica: ERV, endogeni retrovirus.

Prethodne studije su pokazale da se ERV općenito utišava metilacijom DNK u stanicama domaćina, ali ERV može aktivirati MER48 (Walsh i sur., 1998; Gibb i sur., 2015). Indukcija ERV također je prikazana u nekoliko bolesti, uključujući neke metaboličke bolesti kao što je multipla skleroza, gdje su uključeni geni povezani s imunitetom ili upalom (Perron et al., 2000.). Mehanističke studije pokazuju da upala igra važnu ulogu u patogenezi metaboličkih bolesti obično uzrokovanih prehranom ili prekomjernom opskrbom energijom (Eo et al., 2017.). Štoviše, utvrđeno je da gladovanje ili prekomjerno hranjenje može promijeniti razinu metilacije DNA gena receptora aktiviranih proliferatorima peroksisoma (Jacobsen i sur., 2014.; Hjort i sur., 2017.). Na temelju ovih nalaza, moguće je da promjena prehrane aktivira ekspresiju mRNA ERV putem epigenetske regulacije. S druge strane, promjena prehrane može potaknuti ekspresiju mRNA nekih gena povezanih s imunitetom ili upalom (Smati et al., 2020.). U skladu s ovim nalazima, ova je studija pokazala da gladovanje ili prekomjerno hranjenje utječu na ekspresiju mRNA ERV-a i gene povezane s imunitetom ili upalom te da je ekspresija mRNA ERV-a usko povezana s ekspresijom mRNA gena povezanih s imunitetom ili upalom. geni.

koristi cistanche za muškarce-jača imunološki sustav

Budući da je ERV u izobilju u životinjskim genomima, uloga ERV-a u regulaciji prehrane ili energije na imunitet ili upalu mogla bi se podcijeniti. Ova se studija uglavnom bavila ERVK18 i ERVK25 koji posreduju učinak gladovanja ili prekomjernog hranjenja na ekspresiju mRNA gena povezanih s imunitetom ili upalom. Geni ERVK trenutno su samo relativno netaknuti ERV označeni u genomima guske i kokoši. Osim tih relativno netaknutih ERV, 'vitki' ERV i 'solo LTR' ERV mogu se aktivirati postom ili prekomjernim hranjenjem i tako također pridonijeti učinku gladovanja ili prekomjernog hranjenja na ekspresiju mRNA gena povezanih s imunitetom ili upalom. Budući da se 'slender ERV' i 'solo LTR' ERV obično nalaze u blizini nekih gena domaćina (Thompson et al., 2016.), gladovanje ili prekomjerno hranjenje mogu regulirati ekspresiju mRNA gena povezanih s imunitetom ili upalom kroz cis-učinak aktiviran ERV. S ove točke gledišta, održavanje imuniteta na osnovnoj razini može biti djelomično posljedica malog udjela aktivnog ERV-a. Prethodne studije su pokazale da se neki ERV redovito transkribiraju u fibroblastima pilećih embrija (oko 20% ERV) i in vivo (Bolisetty et al., 2012.). Regulacija gladovanja ili prekomjernog hranjenja na ekspresiju mRNA ERV-a najvjerojatnije je putem epigenetskih modifikacija (npr. metilacija DNA) kao što je prethodno spomenuto. Zabilježeno je da AZA, inhibitor DNA metiltransferaze, može značajno inducirati ekspresiju mRNA ERV-a u stanici (Jaenisch i sur., 1985.; Deborah i Bestor, 2004.). Ekspresija mRNA ERV-a bila je različito regulirana u kokošjoj naspram guščje jetre putem posta, što sugerira da postoji različit stupanj epigenetske modifikacije za kontrolu ekspresije ERV-a između kokoši i gusaka. Ovaj zaključak podupiru dokazi koji pokazuju da ekspresija mRNA ERV-a ovisi o tipu stanice (Nogues et al., 2018.). Kako gladovanje ili prekomjerno hranjenje utječe na DNK metilaciju ERV-a, ostaje za razjasniti. Štoviše, genetske razlike između kokoši i gusaka mogu pridonijeti razlici u ekspresiji ERV-a između dvije vrste, kao što su različiti odgovori transkripcijskih faktora na unutarnje ili vanjske podražaje. Doista, naši prethodni rezultati pokazuju da je ekspresija mRNA mnogih gena u masnoj jetri guske naspram normalne jetre suprotna ekspresiji kod ljudi s NAFLD (ili kod miševa) naspram normalne jetre (Liu et al., 2016.). Osim toga, okolišni i drugi čimbenici, kao što su dob, hrana, svjetlost i drugi uvjeti uzgoja, također mogu biti odgovorni za različitu ekspresiju ERV-a između kokoši i gusaka.

U ovoj studiji, prekomjerna ekspresija ERVK25P povećala je ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom, što pruža snažne dokaze koji podupiru ideju da gladovanje ili prekomjerno hranjenje regulira ekspresiju mRNA gena povezanih s imunitetom ili upalom u jetri putem ERV-a. Postoje 2 potencijalna mehanizma kojima je prekomjerna ekspresija relativno intaktnog ERV-a povećala ekspresiju mRNA gena povezanih s imunitetom ili upalom: 1) dvolančana RNA nastala unutar ERV transkripata ili hibridizacijom s antisens RNA mogla bi aktivirati NFkB signalizaciju put nakon dvolančane RNA koja se veže na svoje receptore (npr. TLR3) i zauzvrat inducira ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom (Chiappinelli i sur., 2015.); 2) relativno netaknuti ERV također može eksprimirati svoje kodirane proteine ​​ili polipeptide, što dovodi do aktivacije nizvodnih signalnih putova i ekspresije gena povezanih s imunitetom ili upalom. Iako ova studija nije mogla otkriti ekspresiju proteina ERVK18P i ERVK25P zbog nedostatka odgovarajućih antitijela, prethodne studije su pokazale da neki ERV, posebno ERVK, mogu sintetizirati svoje proteine ​​i inducirati ekspresiju gena povezanih s imunitetom ili upalom u neuronima. stanicama (Mangera i sur., 2015.). Ove proteine ​​mogu osjetiti životinjski receptori kao što su RIG-1, protein kinaza K i upalna tjelesna molekula NLRP3 (Mitoma et al., 2013; Mu et al., 2016). Povezanost između prehrane (ili energije) i imuniteta (ili upale) prikazana je u nekoliko poremećaja povezanih s prehranom ili energijom, posebno u bolestima povezanim s pretilošću, uključujući dijabetes i NAFLD. Pretilost se smatra kroničnom upalom budući da su mnogi geni povezani s upalom (npr. proupalni citokin faktor nekroze tumora-alfa, MCP1 i IL6) inducirani u bolesnika s pretilošću u odnosu na zdrave skupine (Ferreira et al., 2016.). Ovi citokini mogu dovesti do inzulinske rezistencije i tako pogoršati metaboličke poremećaje povezane s pretilošću (Li et al., 2019.). U ovoj studiji, podaci su pokazali da su ERV i geni povezani s imunitetom ili upalom inducirani u masnoj jetri guske u odnosu na normalnu jetru. Jetra je iznimno složen organ, koji ne samo da igra središnju ulogu u pretvorbi hranjivih tvari i energije, već ima i funkcije detoksikacije i imunološke regulacije. Jetra sadrži veliki broj imunoloških stanica, kao što su Kupfferove stanice (rezidentni makrofagi), prirodne stanice ubojice i prirodne T stanice ubojice. Jetra također sintetizira komponente komplementa i velik broj drugih topivih receptora za prepoznavanje patogena (Keith i sur., 2007.). Stoga se jetra trenutno smatra važnim imunološkim organom i igra ulogu u urođenom imunitetu (ili upali) (Xia i sur., 2008.; Trigger, 2010.). ERV i njihovi inducirani geni povezani s imunitetom ili upalom mogu biti bitni za fiziološke funkcije jetre i služe kao poveznica između metabolizma prehrane i imuniteta (ili upale). U ovoj studiji, iako je prehrambena (ili energetska) promjena inducirala ekspresiju mRNA ERV-a i gena povezanih s imunitetom ili upalom u masnoj jetri guske u odnosu na normalnu jetru, važno je napomenuti da su geni povezani s imunitetom ili upalom izazvani ERV-om povratne informacije mogu regulirati metabolizam prehrane (Volkman i Stetson, 2014; Cañadas et al., 2018). Stoga ova studija pruža neke dokaze koji podupiru ideju da ERV sudjeluje u razvoju guščje masne jetre putem gena povezanih s imunitetom ili upalom.

dobrobiti dodatka cistanche-kako ojačati imunološki sustav

U ovoj smo studiji također odredili razinu proteina IFIH1 u jetrima izgladnjelih gusaka u odnosu na kontrolne guske, izgladnjenih pilića u odnosu na kontrolne kokoši i prekomjerno hranjenih gusaka u odnosu na kontrolne guske. Iako su obrasci razine proteina IFIH1 bili slični onima razine mRNA IFIH1, razlika u razini proteina između tretirane i kontrolne skupine nije bila tako očita kao ona u razini mRNA. Moguća objašnjenja uključuju da bi se razina proteina IFIH1 mogla regulirati posttranskripcijski. Zaključno, prehrana ili energetski status utječu na ekspresiju nekih gena povezanih s imunitetom ili upalom putem ERV-a, što pruža potencijalni mehanizam na kojem se temelji povezanost između prehrane (ili energije) i imuniteta (ili upale). Prehrana ili energetski status mogu regulirati ekspresiju ERV putem metilacije DNA. Postoji razlika u ovoj epigenetskoj regulaciji među vrstama peradi, a specifični mehanizam treba dalje proučavati. Geni povezani s imunitetom ili upalom na koje utječe prehrana ili energetski status ne samo da mogu sudjelovati u urođenom imunološkom odgovoru, već također igraju ulogu u upali, rastu životinja i apoptozi, te povratnoj regulaciji prehrane ili metabolizma energije. Osim toga, ova je studija također po prvi put otkrila da su ERV i njihovi regulirani geni povezani s imunitetom ili upalom uključeni u razvoj guščje masne jetre.

REFERENCE

Bolisetty, M., J. Blomberg, F. Benachenhou, G. Sperber i K. Beemon. 2012. Neočekivana raznolikost i ekspresija ptičjih endogenih retrovirusa. 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 i DA Barbie. 2018. Tumorska urođena imunost koju pokreću specifični endogeni retrovirusi stimulirani interferonom. 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 i S. Reiner. 2015. Inhibicija metilacije DNA uzrokuje interferonski odgovor kod raka putem dsRNA uključujući endogene retroviruse. Cell 162:974-986.

Crichton, JH, DS Dunican, M. Marie, RR Meehan i IR Adams. 2014. Obrana genoma od neprijatelja unutar mehanizama supresije retrotranspozona u germinativnoj liniji miša. Ćelija. Mol. Life Sci. 71:1581-1605.

Deborah, BH, i TH Bestor. 2004. Mejotička katastrofa i reaktivacija retrotranspozona u muškim zametnim stanicama bez Dnmt3L. Nature 431:96-99.

Denner, J. 2016. Ekspresija i funkcija endogenih retrovirusa u placenti. APMIS 124:31–43.

Dolei, A., E. Uleri, G. Ibba, M. Caocci, C. Piu i C. Serra. 2015. Vanzemaljci unutar ljudske DNK: HERV-W/MSRV/syncytin-1 endogeni retrovirusi i neurodegeneracija. J. Zaraziti. Dev. brojač 9: 577-587.

Elaheh, K., N. Farzaneh, P. Mirshokraei, SE Tabatabaeizadeh i H. Dehghani. 2018. Ekspresija endogenih retrovirusa u predimplantacijskim stadijima goveđeg embrija. Reprod. Domest. Anim. 53: 1405-1414.

Eo, H., JE Park, YJ Jeon i Y. Lim. 2017. Poboljšavajući učinak polifenolnog ekstrakta kolonijalne šupljine na bubrežnu upalu povezanu s nenormalnim energetskim metabolizmom i oksidativnim stresom u pretilih miševa izazvanih prehranom s visokim udjelom masti. J. Agric. Food Chem. 65:3811-3818

Ferreira, PS, LC Spolidorio, JA Manthey i TB Cesar. 2016. Flavanoni citrusa sprječavaju sustavnu upalu i ublažavaju oksidativni stres kod C57BL/6J miševa koji su hranjeni hranom bogatom mastima. Funkcija hrane. 7: 2675-2681.

Geng, TY, W. Hu, MH Broadwater, JM Snider, J. Bielawski, SB Russo, JH Schwacke, J. Ross i LA Cowart. 2013. Masne kiseline različito reguliraju inzulinsku rezistenciju kroz endoplazmatsku retikulumsku indukciju tribbles homologa 3: potencijalna veza između sastava masti u prehrani i patofizioloških ishoda pretilosti. Diabetologia 56:2078-2087.

Geng, TY, B. Yang, FY Li, LL Xia, Q. Wang, X. Zhao i DQ Gong. 2016a. Identifikacija zaštitnih komponenti koje sprječavaju egzacerbaciju guščje masne jetre: karakterizacija, ekspresija i regulacija adiponektinskih receptora. Comp. 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 i DQ Gong. 2016b. Dodavanje šećera u prehrani potiče inzulinsku rezistenciju neovisnu o stresu endoplazmatskog retikuluma i masnu jetru kod guske. Biochem. Biophys. Res. Komun. 476: 665-669.

Gibb, EA, RL Warren, GW Wilson, SD Brown, GA Robertson, GB Morin i RA Holt. 2015. Aktivacija duge nekodirajuće RNA povezane s endogenim retrovirusom u ljudskom adenokarcinomu. Genome Med. 7:22.

Haraguchi, S., RA Good, GJ Cianciolo i NK Day. 1992. Sintetski peptid homologan proteinu retrovirusne ovojnice naniže regulira ekspresiju mRNA TNF-a i IFN-g. J. Leukoc. Biol. 52: 469-472.

Hjort, L., SW Jørgensen, L. Gillberg, E. Hall, C. Brøns, J. Frystyk, AA Vaag i C. Ling. 2017. 36-satno gladovanje mladića utječe na DNA metilaciju LEP-a i ADIPOQ-a u masnom tkivu ovisno o porođajnoj težini. Clin. Epigenetika 9:40.

Hohn, O., K. Hanke i N. Bannert. 2013. HERV-K (HML-2), najbolje očuvana obitelj HERV-a: endogenizacija, ekspresija i implikacije na zdravlje i bolest. Ispred. Oncol. 3:246.

Huda, A., N. Polavarapu, IK Jordan i JF McDonald. 2008. Endogeni retrovirusi kokošjeg genoma. Biol. Izravno 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 i A. Vaag . 2014. Mladići s niskom porođajnom težinom pokazuju smanjenu plastičnost metilacije DNA mišića u cijelom genomu zbog prekomjernog hranjenja s visokim udjelom masti. Diabetologia 57:1154-1158.

Jaenisch, R., A. Schnieke i K. Harbers. 1985. Liječenje miševa 5-azacitidinom učinkovito aktivira tihe retrovirusne genome u različitim tkivima. Proc. Natl. Akad. Sci. SAD 82:1451-1455.

Jern, P. i JM Coffin. 2008. Učinci retrovirusa na funkciju genoma domaćina. Annu. Velečasni 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 i DF Nixon. 2007. Odgovori T stanica na ljudske endogene retroviruse u HIV-1 infekciji. PLoS Patog. 3:e165.

K€ury, P., A. Nath, A. Creange, A. Dolei, P. Marche, J. Gold, G. Giovannoni, HP Hartung i H. Perron. 2018. Humani endogeni retrovirusi u neurološkim bolestima. Trendovi Mol. Med. 24: 379-394.

Li, JY, YD Wang, XY Qi, L. Ran, T. Hong, J. Yang, B. Yan, ZZ Liao, JH Liu i XH Xiao. 2019. Serumske razine CCN3 povećane su kod dijabetes melitusa tipa 2 i povezane su s pretilošću, inzulinskom rezistencijom i upalom. Clin. Chim. Acta 494:52–57.