鲎素（TPI）调节SPF鸡肠道菌群免疫稳态分子机制

Antimicrobial peptides has anti-infection and immune regulation effect, thus it may be effective substitutes to conventional antibiotics. The early stage of the project research showed that TPI as an antibacterial and an innate immunity molecule can improve the animal intestinal homeostasis, but which mechanism is not clear. This project intends to establish Specific Pathogen Free (SPF) chicken TPI feeding model and SPF chicken enteritis salmonella (SE) artificial infection model, and to find effector molecule and flora using high-throughput sequencing technology to compare microbial selection and substitution between two models; then study homeostasis associated immune cells, molecules and signaling pathways influenced by TPI and intestinal flora; finally, to explain the TPI regulate intestinal flora to maintain gut homeostasis mechanism. This study will provide some basic mechanisms for the interaction between antimicrobial peptides and host healthy.

抗菌肽具有抗感染和免疫调节作用，是理想的抗生素替代物。项目组前期研发的基因工程鲎素（TPI），其作为抗菌活性分子和天然免疫效应分子可提高动物肠道菌群免疫稳态，但作用机制不明确。本项目拟以无特定病原菌（SPF）的鸡肠道为研究对象，建立SPF鸡TPI饲喂模型和SPF鸡肠炎沙门菌（SE）人工感染模型，用MiSeq高通量测序技术分析比较模型间肠道菌群演替及菌群平衡的差异，发现产生差异的效应部位和效应菌群；用免疫学和分子生物学技术系统测定和比较模型间肠道黏膜免疫平衡的差异，发现产生差异的关键免疫细胞、免疫分子和免疫调节相关信号转导通路的变化。综合分析和挖掘TPI调节肠道菌群和肠道黏膜免疫平衡共有的效应物质和效应途径，建立两种平衡的关联性，揭示TPI调节鸡肠道菌群黏膜免疫稳态的途径，预期结果不仅可以系统阐述鲎素调节鸡肠道菌群免疫稳态的分子机制，也为深入解析抗菌肽与机体相互作用关系奠定基础。

抗菌肽具有抗感染和免疫调节作用，是理想的抗生素替代物。本研究项目围绕鲎素抗菌肽、SPF鸡以及鸡白痢沙门菌三者相互作用关系，以肠道菌群的变化为核心，用高通量测序技术以鲎素抗菌肽为正向调控因素、鸡白痢沙门菌为负向调控因素，对SPF鸡肠道菌群进行干预和影响，发现和筛选出了核心差异的关键肠道菌群，明确了差异发生时段和效应物质，阐述了鲎素抗菌肽调节鸡肠道菌群免疫稳态的分子机制，为深入解析抗菌肽与机体相互作用关系奠定了基础。. 建立了鸡白痢沙门菌SPF鸡感染模型，阐述了SPF鸡盲肠肠道菌群演替规律。揭示了鸡白痢沙门菌感染SPF鸡肠道菌群变化规律，感染后的肠道群落特征较为发散，会增加变形菌门的丰度，而降低后厚壁菌门的丰度，其中Eggerthella和Citrobacter菌属为鸡白痢沙门菌感染导致的特征性差异菌属，二周龄是鸡白痢沙门菌感染的关键时期，也是感染后肠道菌群结构差异最明显的时期。鲎素抗菌肽可提高感染模型肠道菌群属水平的物种多样性，Lachnospira和Clostridium菌属为抗菌肽组的差异菌属。鲎素抗菌肽可促进感染鸡白痢沙门菌雏鸡的生长状况，有效降低肠道和肝脏的炎症情况和损伤，减缓感染造成的肠道菌群不良变化趋势，维持肠道内环境的稳定。. 从2020起我国实施了“退出除中药外的所有促生长类药物饲料添加剂品种”的最严“禁抗、限抗、无抗”政策。本研究项目执行期间，除了完成任务书计划研究内容外，积极开拓研究合作和推广应用。目前与中科院上海药物研究所开展了抗菌肽与肠道菌群互作的活体成像研究，与国内两家企业开展了抗菌肽规模化发酵生产及大规模田间饲喂实验，实现了鲎素抗菌肽吨级稳定高活性发酵生产，完成了10万羽肉鸡及万头仔猪的田间饲喂实验。研究项目共培养硕士研究生5人，均顺利毕业。项目研究输出的部分成果，申报获得2020年度吉林省科技进步二等奖。