陳雪鋒,李恩擴(kuò),王肖祎,陳 靜,胡敬東
(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院 山東省動(dòng)物生物工程與疾病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 泰安271018)
細(xì)胞因子作為一種具有多活性多功能的小分子蛋白,在機(jī)體中發(fā)揮著重要的免疫調(diào)節(jié)作用,而其產(chǎn)生的過多和不足則對(duì)于病理生理學(xué)很有意義[1]。
網(wǎng)狀內(nèi)皮組織增生癥(Reticuloendotheliosis,RE)是指由反轉(zhuǎn)錄病毒科中的網(wǎng)狀內(nèi)皮組織增生癥病毒(REV)引起的一種可以侵害多種禽類的嚴(yán)重免疫抑制性疾病[2],迄今對(duì)REV感染在分子水平上對(duì)細(xì)胞因子免疫調(diào)節(jié)作用的影響等尚缺乏深入研究。為進(jìn)一步了解該病的發(fā)生和免疫機(jī)制,我們對(duì)1日齡SPF雛雞人工感染REV 后主要免疫器官中IL-6和IFN-γ兩種重要細(xì)胞因子的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了初步研究。
1.1 材料
1.1.1 試劑和儀器 SYBR Green熒光定量PCR試劑盒、DNA Marker DL-2 000等,購自寶生物工程(大連)有限公司;熒光定量PCR儀7500型,購自美國ABI公司;八聯(lián)管,購自美國Axygen公司;TransZol Up和反轉(zhuǎn)錄試劑盒,購自北京全式金生物技術(shù)有限公司。其他試劑均為國產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>
1.1.2 試驗(yàn)動(dòng)物 1日齡SPF雞,購自山東濟(jì)南SAIS家禽科技有限公司[許可證號(hào):SCXK(魯)20090003)]。
1.1.3 禽網(wǎng)狀內(nèi)皮組織增生癥病毒(REV),由崔治中教授惠贈(zèng)。
1.1.4 引物合成 根據(jù)GenBank上登錄的雞白細(xì)胞介素6(ChIL-6)基因、雞γ干擾素(ChIFN-γ)基因和內(nèi)參核糖體蛋白亞基4(RPL4)基因序列,應(yīng)用DNAStar軟件設(shè)計(jì)了3對(duì)特異性引物,經(jīng)BLAST分析后,送上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司進(jìn)行合成。引物序列見表1。
表1 3種基因引物序列
1.2 方法
1.2.1 動(dòng)物試驗(yàn) 120只1日齡SPF雞隨機(jī)分為2組:REV處理組和正常對(duì)照組(處理組每只腹腔注射102TCID50REV,對(duì)照組注射等量生理鹽水),每組60只,飼養(yǎng)方式相同,每組分別于7、14、21、28、35、42、49d隨機(jī)取6只剖殺(每個(gè)時(shí)間點(diǎn)每組隨機(jī)取6只雞),立即取脾臟、胸腺和腔上囊并置于-80℃,備用。
1.2.2 總RNA的提取及反轉(zhuǎn)錄 雞的3種免疫器官總RNA提取按照TransZol Up說明書進(jìn)行,反轉(zhuǎn)錄按照 TransScript First-Strand cDNA Synthesis SuperMix說明書進(jìn)行,cDNA放-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 PCR擴(kuò)增 PCR反應(yīng)體系及程序以反轉(zhuǎn)錄合成的cDNA為模板分別擴(kuò)增目的基因IL-6、IFN-γ和內(nèi)參基因RPL4。依次在PCR管中加入以下試劑:10×PCR Buffer 2μL,dNTP 4μL,MgCl2(25mmol/L)2μL,上下游引物各1μL,cDNA 2μL,ddH2O 7.8 μL,TaqDNA polymerase 0.2μL,然后進(jìn)行PCR擴(kuò)增。反應(yīng)條件為94℃5min;94℃45s,56℃45s,72℃30s,30個(gè)循環(huán);最后72℃延伸10min。
1.2.4 IL-6和IFN-γSYBR GreenⅠ實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測方法的建立 反應(yīng)總體積為20μL,其中SYBR Premix ExTaqTM(200×)10.0μL,ROX Reference DyeⅡ(50×)0.4μL,上、下游引物(10 μmol/L)各0.4μL,質(zhì)粒模板2.0μL,滅菌蒸餾水6.8μL。反應(yīng)程序?yàn)椋?5℃預(yù)變性15s;95℃變性5s,60℃退火34s,擴(kuò)增40個(gè)循環(huán)。為了分析SYBR Green I PCR 擴(kuò)增特異性,應(yīng)對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物制作熔解曲線,條件為:95℃15s,60℃1min,95℃15 s,60℃15s。反應(yīng)設(shè)內(nèi)參RPL4基因和空白對(duì)照(去離子水代替引物及模板)。反應(yīng)結(jié)束后,對(duì)獲得的信號(hào)、數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并利用配機(jī)軟件進(jìn)行分析,建立標(biāo)準(zhǔn)曲線和熔解曲線。
1.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測不同時(shí)期IL-6和IFN-γmRNA的轉(zhuǎn)錄水平 以純化的cDNA為模板,內(nèi)參RPL4為對(duì)照,每一時(shí)期取6個(gè)樣品,每個(gè)樣品重復(fù)3次,用建立的最優(yōu)方法進(jìn)行檢測。
1.2.6 數(shù)據(jù)處理與分析 根據(jù)比較閾值法[3]計(jì)算出目的基因的相對(duì)含量,目的基因的相對(duì)含量=2-△△Ct。注釋:△△Ct=[CtT-CtHK]X-[CtTCtHK]0,T=待測基因;HK=內(nèi)參基因;X=待測樣本;0=校正樣本。數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件,兩組試驗(yàn)結(jié)果采用t檢驗(yàn)法進(jìn)行分析。
2.1 IL-6、IFN-γ和內(nèi)參 RPL4基因片段的 PCR擴(kuò)增 IL-6、IFN-γ和RPL4基因片段的PCR產(chǎn)物4μL,于4%瓊脂糖凝膠電泳,結(jié)果分別出現(xiàn)1條254bp、259bp和154bp左右的DNA帶(圖1),與預(yù)期大小一致。
圖1 IL-6、IFN-γ和RPL4基因的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳
2.2 IL-6、IFN-γ和 RPL4基因片段重組質(zhì)粒的鑒定 對(duì)提取的重組質(zhì)粒進(jìn)行測序鑒定,結(jié)果三段都與GenBank上已發(fā)表的序列完全一致。
2.3 SYBR GreenⅠ實(shí)時(shí)熒光定量PCR熔解曲線的建立
熔解曲線(圖2)分析表明,該方法擴(kuò)增的目的基因(IL-6和IFN-γ)和內(nèi)參基因(RPL4)均具有特異性,只出現(xiàn)各自的單一峰,無引物二聚體或其他非特異性產(chǎn)物生成。
2.4 SYBR GreenⅠ實(shí)時(shí)熒光定量PCR標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 該方法具有較高的靈敏度,IL-6和IFN-γ的檢測下限均為100copies/μL,建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率分別為-3.08(IL-6)、-3.16(IFN-γ)和-3.15(RPL4),3種基因的擴(kuò)增效率均107%左右,其相關(guān)系數(shù)也均在0.99以上,符合比較閾值法相對(duì)定量分析的前提,檢測所得Ct值可按比較閾值法分析。
圖2 IL-6、IFN-γ和RPL4的實(shí)時(shí)熒光定量PCR熔解曲線
2.5 IL-6和IFN-γ基因熒光定量的表達(dá)水平 本試驗(yàn)將對(duì)照組7d時(shí)兩種細(xì)胞因子基因的表達(dá)量作為參照因子,處理組及其他時(shí)期兩種細(xì)胞因子基因的表達(dá)量與其相比,得到相應(yīng)基因表達(dá)量的倍數(shù),采用內(nèi)參RPL4對(duì)兩種細(xì)胞因子基因進(jìn)行均一化處理,SPF雞免疫器官兩種細(xì)胞因子基因的相對(duì)表達(dá)情況見圖3。
從圖3~5中可以反映出,處理組與對(duì)照組相比,3種免疫器官的IL-6和IFN-γ基因表達(dá)量在同一時(shí)間點(diǎn)各自升幅雖有所不同,但總體均差異顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)。
本試驗(yàn)用人工感染的方法復(fù)制禽網(wǎng)狀內(nèi)皮組織增生癥,采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR對(duì)REV感染SPF雞胸腺、脾臟和腔上囊的IL-6、IFN-γ表達(dá)量進(jìn)行了檢測,結(jié)果表明,試驗(yàn)組IL-6、IFN-γmRNA 轉(zhuǎn)錄水平均明顯升高(P<0.05),我們認(rèn)為這種過度表達(dá)會(huì)損害免疫器官。Y.S.Zheng等[4]在 REV 感染SPF雞后IFN-γ分泌的高峰期時(shí)檢測到了腔上囊和胸腺的顯著萎縮,也支持了我們的上述觀點(diǎn)。同時(shí)國外已有學(xué)者報(bào)道,REV感染還會(huì)引起脾細(xì)胞腫瘤壞死因子(TNF)水平明顯增高,這種過高水平的TNF對(duì)免疫器官有免疫損傷作用,與免疫功能的下降密切相關(guān)[5]。
圖5 腔上囊IL-6和IFN-γ基因在不同時(shí)間點(diǎn)的相對(duì)表達(dá)量
Kaiser等[6]研究發(fā)現(xiàn),馬立克病毒早期溶細(xì)胞感染期,易感雞脾細(xì)胞中ChIL-6mRNA含量顯著升高,ChIL-6的高水平轉(zhuǎn)錄又指示了病變的加劇,促進(jìn)了淋巴瘤的發(fā)生,而抗性雞中ChIL-6含量無變化,利于疾病的轉(zhuǎn)歸。同樣,馬立克病毒感染后雞體內(nèi)ChIFN-γ含量升高,升高程度取決于宿主的遺傳背景及病毒毒力[6-7]。而我們?cè)赗EV感染模型中觀察到的現(xiàn)象顯然與前述結(jié)果相似,因此有理由相信IL-6、IFN-γ作為兩種重要的前炎性細(xì)胞因子在REV致病過程中發(fā)揮的作用很可能類似于它們?cè)诹硪恢铝鲂择R立克病毒感染中的作用,或者說兩者有相似的變化規(guī)律。
[1] 鄭玉姝,趙 樸,趙宏坤,等.細(xì)胞因子的檢測及其在雞免疫抑制病中的應(yīng)用[J].中國家禽,2006,28(20):96-98.
[2] 杜 巖,崔治中.禽網(wǎng)狀內(nèi)皮組織增生病病毒感染引起的雞群免疫抑制[J].中國獸醫(yī)學(xué)報(bào),2001,21(2):122-124.
[3] Livak K,Schmittgen T.Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the Delta C(T))Method[J].Methods,2001,25(4):402-408.
[4] Yu-Shu Zheng,Zhi-Zhong Cui,Hong-Kun Zhao.Effects of Reticuloendotheliosis Virus Infection and Co-infection on IFNGamma Production in SPF Chickens[J].J Vet Med Sci,2007,69(2):213-216.
[5] Guillermo,Zavala.Immunosuppression Induced by Reticuloendotheliosis Virus[J].American Association of Avian Pathologists,2008,52(1):70-80.
[6] Kaiser P,Underwood G,Davison F.Differential cytokine responses following Marek′s disease virus infection of chickens differing in resistance to Marek′s disease[J].J Virol,2003,77(1):762-768.
[7] Parvizi P,Read L,Abdul-Careem M,etal.Cytokine gene expression in splenic CD4+and CD8+T cell subsets of genetically resistant and susceptible chickens infected with Marek′s disease virus[J].Vet Immunol Immunop,2009,132(2-4):209-217.