絶食と過食は内因性レトロウイルスを介して家禽肝臓の免疫または炎症関連遺伝子の発現に影響を与える

抽象的な

栄養と免疫力が関係していることは知られていますが、そのメカニズムはよくわかっていません。 内因性レトロウイルス (ERV) は、ヒトおよびマウスのゲノムの 8 ～ 10% を占め、動物のいくつかの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしています。 最近の研究では、ERV の活性化が免疫または炎症関連遺伝子の発現に影響を与える可能性があり、ERV の活性は栄養因子を含む多くの因子の制御を受けることが示されています。 したがって、栄養状態がERVを介して免疫または炎症関連遺伝子の発現に影響を与える可能性があるという仮説を立てています。 この仮説を検証するために、絶食または過食によって動物の栄養状態が変化し、肝臓における無傷の ERV (ERVK18P、ERVK25P) および免疫または炎症関連遺伝子 (DDX41、IFIH1、IFNG、IRF7、STAT3) の発現が変化しました。定量的 PCR によって決定され、続いてガチョウ初代肝細胞で ERVK25P を過剰発現させ、免疫または炎症関連遺伝子の発現を決定しました。 データは、対照群（絶食なし）と比較して、絶食ニワトリの肝臓ではERVおよび免疫または炎症関連遺伝子の発現が増加しているが、絶食ガチョウの肝臓では減少していることを示した。 さらに、対照群（定期的に給餌）と比較して、過剰給餌ガチョウの肝臓ではERVおよび免疫または炎症関連遺伝子の発現が増加しました。 さらに、ガチョウ初代肝細胞における ERVK25P の過剰発現は、免疫または炎症関連遺伝子の発現を誘導する可能性があります。 結論として、これらの発見は、ERV が免疫または炎症関連遺伝子の発現に対する絶食と過食の影響を媒介し、その媒介は家禽種によって異なり、ERV と免疫または炎症関連遺伝子が関与している可能性があることを示唆しています。ガチョウの脂肪肝の発症。 この研究は、栄養と免疫の関係についての潜在的なメカニズムを提供します。

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キーワード: 栄養、免疫、家禽、脂肪肝、内因性レトロウイルス

導入

内因性レトロウイルス (ERV) は、外因性レトロウイルス (プロウイルス) の残骸と考えられています。 これらの残っている「化石」配列のほとんどには、宿主ゲノムに組み込まれて以来、長期進化の過程で蓄積されたいくつかの変異が含まれています（Cañadas et al., 2018）。 それらは、ほぼすべての哺乳動物（ヒト、マウス、ネコ、ヒツジなど）および他の脊椎動物（ニワトリなど）に存在します（Melanie and Nair, 2014; Xu et al., 2014）。 ニワトリでは、ERV はニワトリゲノムの 3% 以上を占めます (Huda et al., 2008)。 ERV は動物のゲノムに豊富に存在しますが、多くの ERV は無傷ではありません。 インタクトな ERV とは、その構造が外因性レトロウイルスと容易に区別できないものを指します。 これらのERVは通常、転写制御のための要素、ウイルスタンパク質のコード配列（グループ特異的抗原[Gag]、逆転写酵素[Pol]、エンベロープタンパク質[Env]）、ポリプリントラック配列などの要素を有する2つの長い末端反復配列（LTR）を含んでいます。 、およびそれらの宿主細胞の短い隣接ゲノム配列（Jern and Coffin、2008; Dolei et al.、2015; K€ury et al.、2018）。 これまでのところ、ニワ​​トリのゲノムには比較的無傷な ERV が約 500 個見つかっています (Bolisetty et al., 2012)。 比較的無傷な ERV に加えて、自己複製に必要な 1 つ以上のコード遺伝子 (通常は Env 遺伝子) を欠く「スレンダー」ERV や「ソロ LTR」 ERV など、他のタイプの ERV もあります。 「単独 LTR」ERV の数は、比較的無傷な ERV の数の約 60 倍です (Bolisetty et al., 2012)。 系統解析により、鳥プロレトロウイルス (ERV) はクラス I (ガンマ様)、クラス II (アルファおよびベータ様)、およびクラス III (遠くスプマ様) プロレトロ ウイルスに分類できることが示されています。 アルファ様プロレトロ ウイルスの数は、ベータ様、ガンマ様、およびアルファベータ プロレトロ ウイルスの数よりも多くなります (Bolisetty et al., 2012)。 哺乳類のプロレトロウイルスと比較して、鳥類のプロレトロウイルスはより不均一です。 ベータ様プロ レトロウイルスは、ベータ様からアルファベット様、そしてアルファ様プロ レトロウイルスへの進化的移行を経て、ベータ レトロウイルス マーカーが徐々に失われます。 アルファベット プロレトロ ウイルスは、アルファ様プロレトロ ウイルスとベータ様プロレトロ ウイルスの中間であり、以前に認識されていた鳥類プロレトロ ウイルスも含まれます。 クラス III プロ レトロウイルスが最も古いと思われ、次にベータ様およびガンマ様プロ レトロウイルスが続きますが、アルファベットおよびアルファ様プロ レトロウイルスが最も新しいと思われます。 ほとんどのプロレトロウイルスはセンス方向で宿主遺伝子に組み込まれます (Bolisetty et al., 2012)。

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非LTRトランスポゾン（例えば、長くまたは短く点在する核エレメント）と同様に、ERVは、DNA配列の形で宿主ゲノム内のある位置から別の位置に転移できる可動性エレメントです。 この転位は RNA 中間体によって媒介されます。 レトロトランスポゾンとしての ERV は、進化の初期段階では強力な転移能力を持っていますが、現在ではそのほとんどがこの能力を失っています (Jern and Coffin, 2008)。 さらに、ディープシーケンシング研究は、多くの ERV が一般的に沈黙していることを示しています。 例えば、ERVの約20％のみがニワトリ胚線維芽細胞で転写され、これらのサブセットはインビボでも転写される（Bolisetty et al.、2012）。 さらに、最近の研究では、一部のサイレント ERV は特定の条件下で活性化および発現する可能性があり (Crichton et al., 2014)、その発現は細胞型または組織型 (特に胎盤および生殖細胞) などの多くの要因の影響を受けることが示されています。 、細胞の分化と老化のプロセス、サイトカイン、細胞の正常な機能を破壊する因子、および栄養因子（Taruscio and Mantovani、2004; Denner、2016; Elaheh et al.、2018）。 ここ数十年で、ERV の生物学的機能が徐々に明らかになりました。 1) ERV の転位は宿主ゲノムを不安定にする可能性がありますが、ERV は元の遺伝物質として、宿主動物が種間および種内の多様性を高め、環境への適応性を高め、継続的な生態系を維持することを可能にします。進化 (Zhang et al., 2008); 2) ERV の LTR 領域のプロモーターとエンハンサーは、隣接する遺伝子の転写に影響を及ぼし、隣接領域のエピジェネティックな状態 (DNA メチル化やヒストン修飾など) を変化させる可能性があります (Thompson et al., 2016)。 3）Envタンパク質を宿主受容体に結合することにより、ERVは同じ受容体への外因性ウイルスの結合をブロックすることができ、それにより宿主細胞に外因性ウイルスに抵抗する能力を与える（Nadeau et al., 2015）。 4) ERV 転写物は自然免疫系を活性化し、二本鎖 RNA 依存性 TLR3/MDA5 シグナル伝達経路を介して IFN などのサイトカインの産生を誘導し、腫瘍を阻害することができます (Chiappinelli et al., 2015)。 5) ERV は、老化、自己免疫、変性神経疾患などのいくつかの疾患の発生と発症にも関与しています (Mager and Stoye, 2015; Nadeau et al., 2015)。

内因性レトロウイルス グループ K (ERVK) は、ERV のさまざまなグループ (ERVW、ERVH、ERVK など) の中で最も最近内因化されたものです。 これには機能タンパク質のコード配列が含まれているため、最も無傷で生物学的に活性な ERV グループと考えられています (Hohn et al., 2013)。 ERVK の上方制御された発現は、炎症性疾患、神経疾患、自己免疫疾患などと関連しています (Haraguchi et al., 1992; Tolosa et al., 2012)。 最近の研究では、DNA メチルトランスフェラーゼ阻害剤である5-アザ-2-デオキシシチジンによる ERVK の活性化が細胞の自然免疫を強化できることが示されています (Nogues et al., 2018)。 多くのメンバーを持つヒトの ERVK と比較して、鳥類の ERVK には GenBank で注釈が付けられているメンバーはわずか数名しかありません。 ニワトリとガチョウが共有する注釈付き ERVK メンバーは、ERVK18P (LOC106029425) と ERVK25P (LOC106046236) だけです。 現時点では、鳥類 ERVK の生物学的または病理学的役割は不明のままです。 栄養とエネルギーの状態は、動物の成長、生殖、免疫に影響を与える重要な要素です。 前述したように、栄養因子は ERV の発現を活性化する可能性があり、ERV は免疫または炎症関連遺伝子の発現を複数の方法で調節する可能性があります。 したがって、栄養またはエネルギーのレベルが、ERV を介した免疫または炎症関連遺伝子の発現に影響を与える可能性があると我々は推測しています。 この推測を検証するために、実験用のニワトリやガチョウの絶食または過食によって栄養状態が変化し、肝臓におけるERVおよび免疫または炎症関連遺伝子の発現が測定されました。 さらに、ERV と免疫 (または炎症) 関連遺伝子との関係を調べるために、ガチョウ初代肝細胞における ERVK25P の過剰発現も行われました。 この研究は、栄養と免疫の関係のメカニズムについて新たな洞察を提供します。

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材料と方法

実験動物

すべての動物プロトコルは、研究における農業動物の使用に関する施設ガイドラインに従っており、中国の揚州大学の動物管理使用委員会によって承認されています。

同じ孵化バッチからのジュロン・シジ・ガチョウは、マリ実験農場（中国江蘇省ジュロン）の自然光と従来の飼育管理の下で地上で飼育された。 生後 70 日の健康なガチョウ 16 羽を無作為に 2 つのグループに分けました。断食グループ (ガチョウは 24 時間断食し、水を自由に摂取) と対照グループ (絶食なし、餌と水は自由に摂取)。 24時間の絶食後、すべての実験個体を屠殺し、肝臓サンプルを収集し、液体窒素中で急速冷凍し、保存のために270℃で移した。 同様に、生後16羽の20-健康なロードアイランドレッドニワトリが絶食実験のために屠殺されました。 絶食とは対照的に、生後70-日の健康なランデスガン16羽（中国江蘇省淮安市のLicheng Animal and Poultry Co., Ltd.提供）を無作為に均等に分けて与え、過剰給餌群に分けた（24日間の過剰給餌）。対照群（定期的に給餌）。 過剰摂取のプロトコルは、Geng et al., 2016a によって以前に説明されています。 過剰摂取の 24 日目に、対照群と過剰摂取群の両方から肝臓サンプルを採取し、270℃で保存しました。

ガチョウ初代肝細胞の分離と培養、およびERVの過剰発現

ガチョウの初代肝細胞は、Osman et al., 2016 によって以前に記載されているように、孵化の 22 日目または 23 日目にガチョウの胚から単離され、培養されました。 ガチョウ LOC106046236 遺伝子 (または ERVK メンバー 25 Pol タンパク質様、ERVK25P) のカスタマイズされた過剰発現ベクター）および空のベクターは、Suzhou Jima Gene Co., Ltd.（蘇州、中国）から購入しました。 過剰発現ベクターは、CMV プロモーターと、ERVK25 ポリメラーゼ遺伝子のコード配列である挿入 DNA フラグメントを含む pcDNA3.1 ベクターを使用して構築されました。 過剰発現ベクターと空ベクターを、単離し、リポフェクタミン 2000 (カタログ番号 11、668-019、Invitrogen, Co., Ltd.、Camarillo) とともに 24 時間培養したガチョウ初代肝細胞に別々にトランスフェクトしました。 トランスフェクションの 32 時間後、定量的蛍光 PCR による遺伝子発現解析のために細胞を収集しました。 トランスフェクションは、Geng et al., 2013 によって以前に記載されているように実施されました。

RNA精製とcDNA合成

TRIzol キット (カタログ番号 DP424; Tiangen Biotech (Beijing) Co., Ltd.、北京、中国) を使用して肝臓サンプルから全 RNA を単離しました。 精製した RNA サンプルを、HiS criptTM Q RTSuperMix 逆転写キット (カタログ番号 R123-01; Vazyme Biotech Co., Ltd.、南京、中国) を使用して cDNA に逆転写しました。 逆転写は製造業者の指示に従って実施した。

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定量的PCR分析

GenBank の各遺伝子の参照配列に基づいて、オンライン Primer 3.0 ソフトウェア (Whitehead Institute for Biomedical Research、ケンブリッジ) を使用して、目的の遺伝子と内部参照遺伝子の定量的 PCR プライマー、GAPDH を設計しました。配列特異性は、NCBI ウェブサイト上の Primer-BLAST プログラム (国立バイオテクノロジー情報センター、ベセスダ) を使用して確認されました。 プライマー配列を表 1 に示します。メーカーの指示に従って、Vazyme AceQ qPCR SYBR Green Master Mix キット (カタログ番号 Q111-02/03; Vazyme Biotech Co., Ltd.、南京、中国）およびcDNAサンプル。 目的の遺伝子の相対発現は、Geng et al., 2016b によって以前に記載されている 22OOCT 法を使用して計算されました。

イムノブロッティング分析

肝臓組織サンプルを、50 mmol Tris、pH 7.5、120 mmol NaCl、1 mmol EDTA、15 mmol Na4P2O7、20 mmol NaF、1% Nonidet を含む緩衝液中で溶解しました。 、0.1% フェニルメチルスルフルオリド、およびプロテアーゼ阻害剤 (0.08 mmol アプロチニン、0.02 mmol ロイペプチン、0.04 mmol ベスタチン、および 15 mmol ペプスタチン)。 各ライセート中のタンパク質含量は、Bio-Rad RC DC タンパク質アッセイ キット (カタログ番号 500-0119; Bio-Rad、Hercules) を製造業者の指示に従って使用して測定しました。 組織溶解物からのタンパク質 (10 mg) を SDS PAGE で分離し、次にニトロセルロース膜に移し、0.1% Tween 20 を含む PBS 中の 5% ミルク中で一晩インキュベートしました。続いて、膜を一次抗体とともに 4℃ で一晩インキュベートしました。この研究では次の抗体を 1:1000 希釈で使用しました:抗 STAT3 (カタログ番号 bs- 1141R; 北京生合成生物技術有限公司、北京、中国)、抗 IFIH1 (カタログ番号 bs-18740R; 北京生合成バイオテクノロジー株式会社、北京、中国)、抗アクチン (カタログ番号 bsm-33036M; 北京生合成バイオテクノロジー株式会社、北京、中国）、および抗 GAPDH（カタログ番号 NB300-221; Novus Biologicals Co., Ltd.、コロラド州）。 ホースラディッシュペルオキシダーゼと結合した二次抗体を1:10,000の希釈で使用しました。 タンパク質は、増強された化学発光およびウェスタンブロット検出システム（Amersham Biosciences、北京、中国）によって検出されました。

統計分析

スチューデント t 検定を使用して、治療群と対照群間の遺伝子発現の差の統計的有意性を分析し、P,0.05 を統計的有意性の基準として設定しました。 すべてのデータは平均 6 SEM として表示されます。

結果

絶食はガチョウ肝臓におけるERVと免疫関連遺伝子の発現を抑制した

ガチョウ ERV 遺伝子の定量的 PCR プライマー (ERVK18P または LOC1{{10}}6029425、ERVK25P または LOC106046236) は、GenBank の参照配列に基づいて設計されました。 定量的 PCR 分析により、ガチョウ肝臓における ERVK18P の発現レベルが ERVK25P と同様であることが示されました (図 1A)。 対照群（絶食なし）と比較して、24 時間絶食したガチョウの肝臓では ERVK18P および ERVK25P の発現が有意に抑制されました（P、0.05 または 0.01）（図 1B）。 したがって、免疫または炎症関連遺伝子（DDX41、IFIH1、IFNG、IRF7、STAT3）のmRNA発現も抑制され、絶食ガチョウと対照ガチョウの間のDDX41とIFNGのmRNA発現の差は統計的に有意なレベルに達しました。 (P、0.05) (図 1B)。 免疫ブロッティング分析により、絶食ガチョウの肝臓における IFIH1 のタンパク質レベルが対照ガチョウのタンパク質レベルよりも低いことが示されました (補足図 1)。

表 1. 定量的 PCR 用のプライマー配列のリスト。

絶食は鶏肝臓におけるERVと免疫関連遺伝子の発現を誘導した

定量的PCR分析により、対照群(絶食なし)と比較して、鶏肝臓において絶食によりERVK18PおよびERVK25PのmRNA発現が誘導され、その誘導が統計的に有意なレベルに達したことが示されました(P,0。{{5} }5 または 0.01) (図 2)。 同様に、絶食もこの免疫または炎症関連遺伝子の mRNA 発現を誘導し、グループ間の IFIH1、IFNG、IRF7、STAT3 の mRNA 発現の差は統計的に有意なレベル (P、0.05 または 0.01) に達しました (図 2)。 ）。 免疫ブロット分析により、絶食ガチョウの肝臓における IFIH1 のタンパク質レベルが対照ガチョウのタンパク質レベルよりも高いことが示されました (補足図 1)。

過食はガチョウ肝臓におけるERVと免疫関連遺伝子の発現を誘導した

定量的PCR分析により、対照群（定期的に給餌）と比較して、24日間過剰給餌したガチョウの肝臓におけるERVK18PおよびERVK25PのmRNA発現が増加し、対照群と過剰給餌ガチョウの間のERVK18PのmRNA発現の差が3000に達することが示された。統計的に有意なレベル (P, 0.05) に達しました (図 3)。 したがって、過食ガチョウの肝臓における免疫または炎症関連遺伝子のmRNA発現も増加し、対照と過食ガチョウの間のIRF7のmRNA発現の差は統計的に有意なレベル（P、0.05）に達しました（図3)。 免疫ブロット分析により、過食ガチョウの肝臓における IFIH1 のタンパク質レベルが対照ガチョウのタンパク質レベルよりも高いことが示されました (補足図 1)。

図 1. ガチョウ肝臓における ERV および免疫関連遺伝子の発現は絶食により阻害されました。 ERV および免疫関連遺伝子の相対的な発現は、定量的 PCR によって測定されました。 (A) 正常な成体のガチョウの肝臓における ERVK18P および ERVK25P の発現。 (B) 絶食ガチョウの肝臓における ERVK18P、ERVK25P、DDX41、IFIH1、IFNG、IRF7、および STAT3 の発現は、対照 (絶食なし)、n 5 6 に対する変化倍率として表されます。 *、**はそれぞれ P、0.05、0.01 対対照を示します。 すべてのデータは平均 6 SEM として示されています。 略語: ERV、内因性レトロウイルス。

内因性レトロウイルスの過剰発現は免疫関連遺伝子の発現を誘導した

空のベクターまたはガチョウ ERVK25P の Pol 遺伝子のコード配列を含む過剰発現ベクターによるガチョウ初代肝細胞のトランスフェクションの 32 時間後、過剰発現ベクターでトランスフェクトされた細胞における Pol 遺伝子の mRNA 発現は、その約 97 倍でした。空のベクター (P, 0.01) でトランスフェクトされた細胞内 (図 4)。 予想通り、免疫または炎症関連遺伝子の発現は ERVK25P の過剰発現によって誘導され、IFIH1、IFNG、IRF7、STAT3 の誘導は統計的に有意なレベル (P、0.05 または 0.01) に達しました。 (図4)。

議論

栄養とエネルギーレベルは、動物の成長、生殖、免疫に影響を与える重要な要素です。 飢餓（または断食）と摂食は、栄養またはエネルギーレベルに影響を与える2つの典型的な状態であるため、動物の生理学的機能に対する栄養またはエネルギーの調節を解明するための研究モデルとしてよく使用されます。 たとえば、絶食または摂食は、成長、生殖、免疫に関連する遺伝子の発現に影響を与える可能性があります（Volkoff et al., 2016; Smati et al., 2020）。 しかし、絶食または摂食がERVを活性化し、ERVを介して免疫または炎症関連遺伝子の発現に影響を及ぼすことができるかどうかは不明である。 さらに、短期間の過剰給餌（3 ～ 4 週間）は、ヒトやげっ歯類の非アルコール性脂肪肝疾患（NAFLD）と同様のガチョウ脂肪肝（一般にフォアグラとして知られる）の形成を引き起こす可能性があります（Nahum et al. 、2010; Wang et al.、2019）、ただし、ERVが過食によって活性化され、ガチョウの脂肪肝の発症に関与するかどうかは不明です。 この研究では、絶食または過食によって動物の栄養またはエネルギー状態を変化させた後、ガチョウまたはニワトリの肝臓におけるERVおよびいくつかの免疫または炎症関連遺伝子の発現を測定しました。 ERV および免疫 (または炎症) 関連遺伝子の発現を明らかにすることができます。 さらに、免疫関連遺伝子または炎症関連遺伝子の発現がERVによって影響を受けるかどうかを検証するために、ガチョウ初代肝細胞におけるERVK25Pの過剰発現も実施されました。 実際、この結果は、栄養状態またはエネルギー状態が家禽におけるERVを介した免疫または炎症関連遺伝子の発現を調節する可能性があるという考えを裏付ける強力な証拠を提供した。 興味深いことに、肝臓におけるERVのmRNA発現および免疫または炎症関連遺伝子に対する絶食の影響は家禽の種によって異なり、つまり、鶏肝臓における遺伝子のmRNA発現はガチョウ肝臓におけるものとは逆であった。 。 さらに、絶食したガチョウの肝臓における遺伝子のmRNA発現は、過食したガチョウの肝臓における発現とは逆でした。 さらに、このデータは、免疫または炎症関連遺伝子がガチョウ脂肪肝 (またはフォアグラ) の発生における ERV の制御を媒介している可能性があることを示唆しています。

図 2. ニワトリ肝臓における ERV および免疫または炎症関連遺伝子の発現は、絶食によって誘導されました。 ERV および免疫関連遺伝子の相対的な発現は、定量的 PCR によって測定されました。 絶食鶏の肝臓における ERVK18P、ERVK25P、DDX41、IFIH1、IFNG、IRF7、および STAT3 の発現レベルは、対照 (絶食なし) に対する変化倍数として示されます。n {{10}} 。 *、**はそれぞれ P、0.05、0.01 対対照を示します。 すべてのデータは平均 6 SEM として示されています。 略語: ERV、内因性レトロウイルス。

図 3. ガチョウ肝臓における ERV および免疫関連または炎症関連遺伝子の発現は、過食によって誘導されました。 ERV および免疫関連遺伝子の相対的な発現は、定量的 PCR によって測定されました。 過給餌ガチョウの肝臓における ERVK18P、ERVK25P、DDX41、IFIH1、IFNG、IRF7、STAT3 の発現レベルは、対照 (ルーチン給餌) に対する変化倍数として示されます。n {{10}} 。 * は P、0.05 対対照を示します。 すべてのデータは平均 6 SEM として示されています。 略語: ERV、内因性レトロウイルス。

図 4. 免疫または炎症関連遺伝子の発現は、ガチョウ初代肝細胞における ERV 過剰発現によって誘導されました。 ERV および免疫関連遺伝子の相対的な発現は、定量的 PCR によって測定されました。 ERVK25P 過剰発現ベクターでトランスフェクトされたガチョウ初代肝細胞における ERVK25P、DDX41、IFIH1、IFNG、IRF7、および STAT3 の発現は、対照 (空のベクターでトランスフェクトされた肝細胞) に対する倍率変化として表示されます。n {{1{{11 }}}}。 *、**はそれぞれ P、0.05、0.01 対対照を示します。 すべてのデータは平均 6 SEM として示されています。 略語: ERV、内因性レトロウイルス。

これまでの研究では、ERVは一般に宿主細胞におけるDNAメチル化によって抑制されるが、ERVはMER48によって活性化される可能性があることが実証されている（Walsh et al., 1998; Gibb et al., 2015）。 ERVの誘導は、免疫または炎症関連遺伝子が関与する多発性硬化症などのいくつかの代謝性疾患を含むいくつかの疾患でも示されている(Perron et al., 2000)。 メカニズムの研究では、通常は栄養またはエネルギーの過剰供給によって引き起こされる代謝性疾患の発症において炎症が重要な役割を果たしていることが示されています（Eo et al., 2017）。 さらに、絶食または過食は、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体遺伝子のDNAメチル化レベルを変化させる可能性があることが判明している（Jacobsen et al., 2014; Hjort et al., 2017）。 これらの発見に基づいて、栄養の変化がエピジェネティックな制御を介してERVのmRNA発現を活性化する可能性があります。 一方、栄養の変化は、いくつかの免疫関連遺伝子または炎症関連遺伝子のmRNA発現を誘導する可能性があります(Smati et al., 2020)。 これらの発見と一致して、この研究は、絶食または過食がERVのmRNA発現および免疫または炎症関連遺伝子に影響を及ぼし、ERVのmRNA発現が免疫または炎症関連遺伝子のmRNA発現と密接に関連していることを示した。遺伝子。

男性の免疫システムを強化するシスタンシュの利点

ERV は動物のゲノムに豊富に存在するため、免疫や炎症に対する栄養やエネルギーの調節における ERV の役割は過小評価されている可能性があります。 この研究は主に、免疫または炎症関連遺伝子の mRNA 発現に対する絶食または過食の影響を媒介する ERVK18 および ERVK25 に焦点を当てました。 ERVK 遺伝子は現在、ガチョウとニワトリの両方のゲノムで注釈が付けられている比較的無傷な ERV のみです。 これらの比較的無傷なERVに加えて、「スレンダー」ERVと「単独LTR」ERVは絶食または過食によって活性化される可能性があり、したがって免疫または炎症関連遺伝子のmRNA発現に対する絶食または過食の影響にも寄与する可能性がある。 「スレンダーERV」および「ソロLTR」ERVは通常、いくつかの宿主遺伝子の近くに位置するため(Thompson et al., 2016)、絶食または過剰摂取は、ERVのシス効果を通じて免疫または炎症関連遺伝子のmRNA発現を調節する可能性がある。 ERVを起動しました。 この観点から見ると、基礎レベルでの免疫の維持は部分的には活性型ERVのごく一部によるものである可能性があります。 これまでの研究では、一部のERVがニワトリ胚線維芽細胞（ERVの約20％）と生体内で定期的に転写されることが示されている（Bolisetty et al., 2012）。 ERV の mRNA 発現に対する絶食または過食の制御は、前述したようにエピジェネティックな修飾 (例、DNA メチル化) による可能性が最も高くなります。 DNA メチルトランスフェラーゼの阻害剤である AZA が細胞内の ERV の mRNA 発現を有意に誘導できることが報告されています (Jaenisch et al., 1985; Deborah and Bestor, 2004)。 ERVのmRNA発現は、ニワトリの肝臓とガチョウの肝臓では絶食によって異なって調節されており、ニワトリとガチョウではERV発現を制御するエピジェネティックな修飾の程度が異なることが示唆された。 この推論は、ERV の mRNA 発現が細胞型に依存することを示す証拠によって裏付けられています (Nogues et al., 2018)。 しかし、絶食または過食がERVのDNAメチル化にどのような影響を与えるかはまだ解明されていない。 さらに、ニワトリとガチョウの遺伝的差異は、内部または外部の刺激に対する転写因子の応答の違いなど、2 種間の ERV 発現の差異に寄与している可能性があります。 実際、我々の以前の結果は、ガチョウの脂肪肝と正常肝臓における多くの遺伝子のmRNA発現が、NAFLDを有するヒト（またはマウス）の正常肝臓に対するmRNA発現とは対照的であることを示している（Liu et al., 2016）。 さらに、年齢、飼料、光、その他の飼育条件などの環境要因やその他の要因も、ニワトリとガチョウの間で異なる ERV 発現の原因となっている可能性があります。

この研究では、ERVK25Pの過剰発現により免疫または炎症関連遺伝子の発現が増加しました。これは、絶食または過食がERVを介して肝臓における免疫または炎症関連遺伝子のmRNA発現を調節するという考えを支持する強力な証拠を提供します。 比較的無傷な ERV の過剰発現により、免疫または炎症関連遺伝子の mRNA 発現が増加するメカニズムは 2 つあります。1) ERV 転写物内で、またはアンチセンス RNA とハイブリダイズすることによって形成された二本鎖 RNA が、NFkB シグナル伝達を活性化する可能性があります。二本鎖RNAがその受容体（TLR3など）に結合し、次に免疫または炎症関連遺伝子の発現を誘導する経路（Chiappinelli et al.、2015）。 2) 比較的無傷な ERV は、コードされたタンパク質またはポリペプチドを発現することもでき、下流のシグナル伝達経路の活性化および免疫または炎症関連遺伝子の発現をもたらします。 この研究では適切な抗体が不足しているため、ERVK18P および ERVK25P のタンパク質発現を検出できませんでしたが、以前の研究では、一部の ERV、特に ERVK がタンパク質を合成し、神経細胞内の免疫または炎症関連遺伝子の発現を誘導できることが実証されています。細胞（Manghera et al., 2015）。 これらのタンパク質は、RIG-1、プロテインキナーゼK、炎症体分子NLRP3などの動物受容体によって感知される可能性があります（Mitoma et al., 2013; Mu et al., 2016）。 栄養（またはエネルギー）と免疫（または炎症）との関連は、いくつかの栄養またはエネルギー関連疾患、特に糖尿病やNAFLDなどの肥満関連疾患で示されています。 多くの炎症関連遺伝子（炎症誘発性サイトカイン腫瘍壊死因子α、MCP1、IL6など）が健康なコホートと比較して肥満患者で誘導されるため、肥満は慢性炎症であると考えられてきた（Ferreira et al., 2016）。 これらのサイトカインはインスリン抵抗性を引き起こし、肥満に関連した代謝障害を悪化させる可能性があります(Li et al., 2019)。 この研究では、ERV および免疫または炎症関連遺伝子がガチョウの脂肪肝と正常肝臓で誘導されることがデータによって示されました。 肝臓は非常に複雑な臓器であり、栄養素とエネルギーの変換において中心的な役割を果たすだけでなく、解毒および免疫調節の機能も担っています。 肝臓には、クッパー細胞 (常在マクロファージ)、ナチュラルキラー細胞、ナチュラルキラー T 細胞などの免疫細胞が多数含まれています。 肝臓は補体成分やその他の多数の可溶性病原体認識受容体も合成します (Keith et al., 2007)。 したがって、肝臓は現在重要な免疫器官とみなされ、自然免疫（または炎症）において役割を果たしている（Xia et al., 2008; Trigger, 2010）。 ERV およびそれらによって誘導される免疫または炎症関連遺伝子は、肝臓の生理学的機能に不可欠である可能性があり、栄養代謝と免疫 (または炎症) の間のリンクとして機能します。 この研究では、栄養（またはエネルギー）の変化がガチョウの脂肪肝と正常肝臓においてERVのmRNA発現および免疫または炎症関連遺伝子を誘導しましたが、ERVによって誘導された免疫または炎症関連遺伝子の発現が注目に値します。フィードバックは栄養代謝を調節する可能性がある（Volkman and Stetson、2014; Cañadas et al.、2018）。 したがって、この研究は、ERVが免疫または炎症関連遺伝子を介してガチョウ脂肪肝の発生に関与しているという考えを支持するいくつかの証拠を提供します。

カンサスサプリメントの利点 - 免疫システムを強化する方法

この研究では、絶食したガチョウと対照のガチョウ、絶食したニワトリと対照のニワトリ、そして過食したガチョウと対照のガチョウの肝臓におけるIFIH1のタンパク質レベルも測定しました。 IFIH1 タンパク質レベルのパターンは IFIH1 mRNA レベルのパターンと類似していましたが、治療群と対照群の間のタンパク質レベルの差は mRNA レベルほど明らかではありませんでした。 考えられる説明には、IFIH1 のタンパク質レベルが転写後に調節される可能性があることが含まれます。 結論として、栄養またはエネルギーの状態は、ERV を介して一部の免疫または炎症関連遺伝子の発現に影響を及ぼします。これは、栄養 (またはエネルギー) と免疫 (または炎症) との関連の根底にある潜在的なメカニズムを提供します。 栄養またはエネルギー状態は、DNA メチル化を介して ERV の発現を調節する可能性があります。 このエピジェネティックな制御には家禽種ごとに違いがあり、具体的なメカニズムについてはさらに研究する必要があります。 栄養またはエネルギー状態によって影響を受ける免疫または炎症関連遺伝子は、自然免疫応答に関与するだけでなく、炎症、動物の成長とアポトーシス、および栄養またはエネルギー代謝のフィードバック制御にも役割を果たしている可能性があります。 さらに、この研究は、ERV とその制御された免疫または炎症関連遺伝子がガチョウの脂肪肝の発症に関与していることも初めて明らかにしました。

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