环境低温抑制PKM2活性损害PAM免疫功能加重仔猪呼吸道感染

摘要

环境低温是猪呼吸道疾病综合征(porcinerespiratory disease complex, PRDC)秋冬季节高发的重要诱因之一，而猪胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumoniae,APP)是我国北方寒区冬季诱发PRDC的主要病原。尽管已有研究表明寒冷环境与PRDC发病率存在关联，但冷应激如何通过代谢重编程影响猪肺泡巨噬细胞(porcine alveolar macrophages, PAM)的免疫功能进而加剧APP感染的分子机制尚不清楚。本研究创新性地揭示了丙酮酸激酶M2(pyruvate kinase M2,PKM2)在冷应激下调控PAM免疫活性的关键作用。基于仔猪冷刺激模型，滴鼻感染APP-S1。提取仔猪肺脏组织，通过qRT-PCR、Western blot以及病理切片等方法，评估肺脏组织病理变化。结果显示，冷刺激可加剧APP感染所致的猪肺脏组织损伤。通过代谢组学，显示冷刺激后，仔猪糖代谢水平发生变化，PKM2是糖代谢过程中的关键酶，为探究PKM2是否会影响巨噬细胞的免疫活性从而干预冷刺激下仔猪感染APP进行体外试验。将PAM细胞系3D4/21作为研究对象，通过添加PKM2抑制剂紫草素Shikonin,感染APP,利用Western blot、qRT-PCR探究PAM的免疫活性，结果显示，与单独感染APP组相比，抑制PKM2后感染APP,PAM分泌炎症因子水平下降，同时抑制NF-κB信号通路活化。这些发现为理解环境温度影响宿主―病原体互作提供了新视角，并为开发靶向免疫代谢的PRDC干预策略奠定了理论基础。

关键词

冷刺激 / 猪胸膜肺炎放线杆菌 / 丙酮酸激酶M2 / 猪肺泡巨噬细胞