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家禽免疫营养及其系统性调控研究

时间:2023-06-15    点击: 次    来源:动物营养学报    作者:杨小军,尹振晨 - 小 + 大

3 表观遗传调控免疫营养

表观遗传是在DNA碱基序列不变的条件下引起基因表达发生可逆和可遗传的改变,主要的修饰形式为DNA甲基化、微小RNA(microRNA,miRNA)修饰和组蛋白修饰。表观遗传信息的重编程发生于2个阶段:1)从原始生殖细胞到配子细胞产生;2)从卵子受精到胚胎发育(图2)。二者分别为家禽父母传代和胚期表观遗传的理论基础。2个阶段表现出环境的可塑性,为营养物质介导表观遗传调控奠定基础。图2列举了通过不同表观遗传机制影响免疫系统的主要营养物质。

3.1 种禽

母源营养可以通过表观遗传调控后代基因表达,比如种母鸡高锌饲粮(30 mg/kg)可能通过改变子代锌指蛋白A20(zinc finger protein A20)的DNA甲基化和组蛋白乙酰化修饰,抑制核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和IL-1β的转录,通过A20- NF-κB通路增强后代的免疫力。种公鸡饲粮添加1%黄芪多糖,一是显著影响睾丸免疫进程相关miRNA的表达,二是调控细胞因子信号传导抑制蛋白-1(suppressor of cytokine signaling-1,SOCS-1)启动子甲基化以及髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)和β干扰素TIR结构域衔接蛋白(TIR-domain containing adaptor inducing interferon-β,TRIF)的组蛋白修饰,诱导子代肉鸡空肠黏膜的内毒素耐受样免疫反应。

3.2 胚期

肉鸡胚胎心脏、肝脏和肌肉组织的甲基化水平会随胚龄增加而上升,分为3个时期:2 ~ 4胚龄、5 ~ 13胚龄和14 ~ 19胚龄。基于DNA甲基化在不同胚龄的差异性,在胚期第11天在卵黄囊内注射0.1 mL的叶酸(100 ~ 150μg)可调控肉鸡出壳后脾脏1L-4的组蛋白3上的第4位赖氨酸的甲基化(methylation of lysine 4 on histone 3,H3K4)以及白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的组蛋白3上的第9位赖氨酸的甲基化(methylation of lysine 9 on histone 3,H3K9)水平,提高IL-4基因表达。在胚期第11天通过卵黄囊注射3 mg维生素C(0.1 mL)提高肉鸡脾脏IL-4和DNA甲基转移酶3A(DNA methy1transferase 3A,KNMT3A)的表达,并降低干扰素-γ(interferon-,IFN-γ)的表达。

图2 表观遗传重编程及通过表观遗传机制影响免疫系统的主要营养物质

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