家鸡免疫性状调控基因研究进展

摘要 鸡的免疫性状是一种由多个微效基因调控的经济性状。随着规模化和集约化养鸡业的发展，家鸡免疫功能受环境中的病原体影响加重，传统的疾病治疗方案受限。应用分子生物学技术手段，探究家鸡的免疫相关基因的调控机制，有助于从根本上提高家鸡的免疫力。对家鸡免疫系统进行了概述，从免疫防治和疾病方向综述了TLRs、MHC、MX、IFN、NRAMP和IL等影响家鸡免疫性状的关键调控基因，旨在为家鸡抗病育种提供理论依据。

关键词 家鸡；免疫；调控基因；抗病育种

中图分类号 S831 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）02-0010-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.02.003

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Progress in Gene Regulation of Immune Traits in Domestic Chickens

CAO Jian-yan， YAN Shi-xiong， ZHANG Rui-fang et al

（College of Animal Science and Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming，Yunnan  650201 ）

Abstract The immune trait in chickens is an economic trait regulated by several microgenes. With the development of large-scale and intensive chicken industry， the immune function of domestic chickens is more affected by the pathogens in the environment， and the traditional disease treatment programs are limited. The application of molecular biology technology to explore the regulation mechanism of immune-related genes in domestic chickens helps to fundamentally improve the immunity of domestic chickens. This paper gives an overview of the immune system of domestic chickens， reviews the key regulatory genes of TLRs， MHC， MX， IFN， NRAMP， IL and so on， aiming to provide a theoretical basis for the breeding of disease resistance.

Key words Domestic chicken;Immunity;Gene regulation;Breeding of disease resistance

基金项目 云南省邱声祥专家工作站项目（202005AF150039）；云岭产业技术领军人才项目（YNWR-CYJS-2015-027）。

作者简介 曹建艳（1997—），女，云南大理人，硕士研究生，研究方向：动物营养与饲料科学。

*通信作者，讲师，博士，从事动物遗传育种研究。

收稿日期 2022-10-27；修回日期 2023-03-22

家鸡是疾病研究重要的理想实验动物模型，其饲养周期短、新陈代谢快以及繁殖力高，但是易受环境因素的影响，应激较大。集约化养殖的快速发展使高密度下生存的鸡群健康受到严重影响，免疫力降低和发病率提高，导致养殖体经济损失。家鸡的免疫功能与其生产性能息息相关，其免疫性状受到多个基因网络调控。影响家鸡免疫性状的因素包括环境、遗传、应激源、母源抗体、免疫抑制和疫苗接种等。在家鸡的选种育种中，免疫性状的选择对抗病育种具有重要意义。与家鸡免疫相关的基因是不断进化的，面对快速进化和多样化的病原体动物群，高免疫基因多样性可以为宿主提供选择性优势^[1]。随着分子生物学研究的介入，如SNP芯片技术、全基因组测序技术、GWAS和MAS，免疫调控的基因逐续被发现。该研究对家鸡免疫系统进行概述，从免疫防治和疾病方向综述了影响家鸡免疫性能的关键调控基因，旨在为分子辅助标记选择提供理论基础，从根本上提高家鸡免疫力，培育出抗病力增强的配套系，充分利用家鸡品种资源。

1 家鸡免疫系统概述

免疫系统可以识别自身和非己物质，是机体产生免疫应答和执行免疫功能的物质基础，包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子。广义上免疫系统可以分为天然免疫和获得性免疫，前者在遇到病原体时反应迅速，相对稳定且非特异性，后者分为正反应和负反应，且具有特异性和免疫记忆。这2个系统都有一定的生理机制，当病原微生物入侵，宿主免疫系统对其识别并做出免疫应答，通过破坏和清除抗原性异物，发挥抗感染作用、维持宿主生理平衡和免疫监视作用。家鸡免疫系统通过产生抗体和细胞免疫对抗原刺激，是抗病最重要的机制，但是天然免疫和获得性免疫都不可以独立发挥作用，通常是协同作用的。天然免疫可以通过特异性模式识别受体（PRRs）识别宿主微生物分子中的病原相关分子模式（PAMPs），诱导免疫应答和炎症反应，对宿主早期抗感染有重要作用。PRRs能够介导天然免疫调节获得性免疫，主要机理是微生物感染机体后，通过胞内或胞外，抗原递呈细胞激活天然免疫反应，识别并清除病原体，发挥淋巴细胞介导的抗原特异性免疫作用^[2]。

2 与家鸡免疫性状相关的调控基因

2.1 TLRs

Toll样受体（TLRs）是最早被研究发现的天然免疫模式识别受体，PAMPs的识别导致天然免疫被激活，特异性抗原产生，介导TLR信号传导，信号通路由MyD88依赖性通路和TRIF依赖性通路（MyD88非依赖性途径）组成，两者都可以诱导基因表达^[3]。与哺乳动物一样，所有鸡的TLRs具有相同的蛋白质二级结构，由几个富含亮氨酸的结构域、一个跨膜结构域和Toll/白细胞介素-1受体结构域组成。

目前，在鸡中已经发现了10个TLRs基因，包括TLR1-Ⅰ、TLR1-Ⅱ、TLR2-Ⅰ、TLR2-Ⅱ、TLR-3、TLR-4、TLR-5、TLR-7、TLR-15和TLR-21，它们可以识别配体并参与TLR信号通路^[4]。已研究发现的TLRs识别配体功能见表1。Fukui等^[11]在2001年，用基于小鼠和果蝇进行序列的简并引物设计从鸡法氏囊cDNA文库中克隆2种类型的TLR，首次研究发现鸡TLR-1和TLR-2。TLRs基因在鸡大多数组织中都表达，只有少部分基因表现出更受限的表达模式。TLR2仅在鸡盲肠扁桃体、脾脏、肝脏、法氏囊、B细胞、CD8 +细胞和嗜异性细胞中表达^[4]。TLR-4仅在DC、自然杀伤（NK）细胞和单核细胞的表面上表达，部分在内皮细胞中也表达^[12]。TLR的多态性可以影响病原微生物入侵宿主时的反应。研究表明，TLR-4、TLR-15、TLR-21、MD-2、ILs、IFN和iNOS是针对沙门氏菌感染的耐药基因^[13-14]。TLR-4中的G247A位点与肠炎沙门氏菌的耐药性增加有关^[15]。Chen 等^[16]研究发现，TLR-2、 MyD88、 NF-κB 3条信号通路可以激活鸡毒支原体（MG）染后NLRP3炎症小体，降低自噬水平和能量代谢受损，引发炎症反应，从而导致鸡胸腺组织损伤，免疫失调。Tian等^[17]研究表明，TLR2-Ⅱ和TLR-6在MG感染时均上调，随后下游NF-κB介导的炎症反应上调。TLR的表达模式不同，对鸡的病原体产生不同反应，可能与其遗传调节和免疫增强有联系，但是TLR在引起抗病性的个体作用是有限的。Zhang等^[18]报道，鸡骨髓巨噬细胞系HD11中毒性新城疫病毒的复制增强，是由于抑制TLR7对细胞的激活而导致的。Barjesteh等^[19]研究发现，TLR-2、TLR-4和TLR-21配体能够在巨噬细胞中诱导IL-1β、IFN-γ、IRF7和IFN-β的表达，与H4N6禽流感病毒（AIV）复制减少有关。

2.2 MHC

鸡主要组织相容性复合体（MHC）是在16号染色体长臂上发现的一组编码宿主主要组织相容性抗原的基因簇，最主要的功能是参与免疫调控，与抗病性密切相关，影响病原体入侵的反应性和易感性，具有多基因型和多态性的特点。鸡MHC 目前已知至少由F、L和G 3个区域组成，编码为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅳ类，G区域是鸡特有的，F区域和L区域相连紧密，也被称为B-F / B-L区域。B复合体（B complex）是第1个在分子水平上表征的非哺乳动物MHC。在MHC上，除B位点外，还有Rfp-Y和Rfp-Y。鸡MHC在鸡基因组中跨越约209 kb区域中含有约46个基因^[20]。鸡MHC小而简单，但是含有哺乳动物MHC基因的基本对应物，常被认为是最小的必须基因集。

Kim等^[21]研究表明，BF1和BF2免疫功能不相同，BF1负调节NK细胞杀伤活性，BF2限制抗原特异性CTL免疫反应。MHC与鸡多种病毒性和细菌性疾病之间存在抗性，如禽流感、马立克氏病、肉瘤病、新城疫、禽白血病、沙门氏菌和大肠杆菌感染等，探究其中的分子机制，有利于鸡生长发育，能够更好地应用在育种实践中。研究表明，鸡MHC B单倍型对雏鸡呼吸道病原体具有更有效免疫反应^[22]。B21单倍型对病毒的宿主抵抗力高于鸡肉中B2单倍型^[23]。MHC Ⅰ类和Ⅱ类基因均对沙门氏菌属（SE）的耐药性有作用效果^[24]，B18和B15可以诱导SE的死亡。对B2、B12、B13、B19和B21 MHC同源的白来航鸡品系和具有不同背景基因但具有相同B2 MHC单倍型的品系，鼻内接受低剂量的高致病性禽流感病毒。研究发现，B21影响H5N1高致病性禽流感暴发的存活率，B13 与其高死亡率相关^[25]。MHC对致癌逆转录病毒Rous肉瘤病毒（RSV）控制复杂，各种B基因型之间的RSV肿瘤反应的差异可能由于肿瘤特异性抗原的免疫识别或免疫系统对病毒复制的影响^[26]。MHC单倍型B（Q）和B17之间的等位基因互补可以影响免疫应答，增加红细胞肉瘤的消退^[27]。多个研究表明，MHC决定马立克病毒（MDV）的差异性抗性^[28-30]。研究报道，在孵化白来航鸡感染禽白血病病毒J亚组（ALV-J）毒株后，免疫反应受到B单倍型的影响^[31]。鸡胚胎感染新城疫病毒（NDV）后诱导的先天免疫反应可能由MHC位点遗传控制^[32]。同样的，Li等^[33]研究发现，MHC B-LBII的不同位点与LH、LWH和BR 3个本土鸡群的SRBC、ND和AI抗体滴度的抗体有显著相关性，影响免疫性状。Alber等^[34]研究发现，不止MHC-Ⅰ类抗原与家禽大肠杆菌感染抗菌天然免疫反应有关，MHC-II也有同样的作用，表明 B-F/B-L区域的研究有重要意义。