近日，动科所猪育种团队联合中国农业大学、东北农业大学在国际生物学研究领域期刊Cells（JCR Q1，IF=7.677）上发表题为“TLR4 OverexpressionAggravates Bacterial Lipopolysaccharide-Induced Apoptosis Via Excessive Autophagy and NF-κB/MAPK Signaling in Transgenic Mammal Models”的研究论文。我院动科所王塑天副研究员、罗成龙研究员以及动卫所张昆丽助理研究员为论文共同第一作者，中国农业大学连正兴教授和东北农业大学姚玉昌教授为通讯作者。

　　以大肠杆菌、沙门氏菌为代表的革兰氏阴性菌感染对公共卫生安全和畜牧业健康发展构成重大威胁。天然免疫是动物机体抵抗病原微生物感染的第一道防线，具有作用范围广、反应迅速、遗传稳定的特点。过去数十年的研究发现，宿主细胞中存在着识别病原结构的保护分子，被称作模式识别受体。其中Toll样受体4 (Toll-like receptor 4, TLR4)可识别细菌脂多糖(bacterial lipopolaccharide, LPS)，诱导先天免疫反应、自噬和细胞死亡，对机体的生理稳态有重要影响。然而，TLR4在细菌LPS诱导的大型哺乳动物自噬和凋亡中的作用尚不清楚，这些动物在许多生理特征上比啮齿动物更接近人类。迄今为止，在大型哺乳动物水平上研究TLR与自噬、细胞凋亡间关系的报道很少，我们迫切需要更多的工具来进一步探索它们间的相互作用关系。

　　在本研究中，研究团队建立了一个过表达TLR4的大型转基因哺乳动物模型，发现高剂量LPS处理阻断了转基因后代免疫细胞中的自噬性降解，并引起了强烈的先天免疫反应和严重的单核/巨噬细胞凋亡。自噬小体/自噬溶酶体的过度积累可能与LPS诱导的转基因动物单核/巨噬细胞凋亡有关。进一步研究表明，抑制TLR4及其下游的NF-κB或p38 MAPK信号通路可逆转LPS诱导的自噬活性和细胞凋亡。这些结果表明，升高的TLR4通过导致溶酶体功能障碍、自噬流异常、氮氧代谢失衡和炎症因子风暴而加剧LPS诱导的单核/巨噬细胞凋亡，这与TLR4下游NF-κB和MAPK信号通路有关。本研究提供了一种全新的富含TLR4的大型哺乳动物模型来研究其对细菌感染条件下宿主自噬活性、炎症、氧化应激和细胞死亡的潜在影响。这些发现不但丰富了TLR4的生物学功能，也为家畜抗病育种工作提供了有力的证据与全新的素材。

　　本研究得到农业部转基因重大专项、广东省农业科学生物育种研究中心课题、广东省农业科学院青年副研究员及优秀博士人才引进等项目的资助。

　　原文链接：https://www.mdpi.com/2073-4409/12/13/1769/htm