Värd för antivirala svar mot aviärt infektiöst bronkitvirus (IBV): Fokus på medfödd immunitet del 3

4.1. IBV-infektion utlöst interferonaktivering

IFN, inklusive typ I, typ II och typ III IFN [71], är multifunktionella i det medfödda immunsystemet.

Typ III interferon (IFN) är en viktig immunreglerande faktor som har antivirala, antitumör- och immunmodulerande effekter. Nyligen genomförda studier har funnit att typ III IFN också har en positiv inverkan på kognitiv funktion och minnesförbättringar.

När det gäller kognitiv funktion och minne är huvudrollen för typ III IFN att främja tillväxten och anslutningen av nervceller, förbättra balansen mellan neurotransmittorer och förbättra immuniteten hos neuroner, och därigenom göra hjärncellerna mer aktiva och smidiga, och förbättra minne och tänkande. förmåga. Dessutom kan typ III IFN också främja neurala stamcellers anpassningsförmåga till miljön, öka bildningen och tillväxten av nya neuroner, hjälpa hjärnan att hålla sig ung och frisk och förebygga neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers sjukdom.

Dessutom kan typ III IFN också minska försämringen av minne och kognitiv funktion genom att reglera interaktionen mellan immunsystemet och nervsystemet, hämma hjärnans inflammatoriska svar och skydda nervceller från inflammatoriska skador.

Det är viktigt att notera att effekterna av typ III IFN är nära relaterade till dosen. En lämplig mängd typ III IFN kan hjälpa till att förbättra kognitiv funktion och minne, men en överdriven tillgång av typ III IFN kan utlösa en inflammatorisk respons, skada nervceller och neurala nätverk och orsaka minnesförsämring.

Sammantaget är sambandet mellan typ III IFN och minne positivt. Lämpliga injektioner av typ III IFN kan fördröja hjärnans åldrande och hjälpa till att upprätthålla god kognitiv funktion och minne. Vid användning av typ III IFN måste dock doseringen kontrolleras strikt för att undvika överdriven användning för att undvika bakslag. Det kan ses att vi behöver förbättra minnet, och Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt, eftersom Cistanche deserticola också kan reglera balansen av signalsubstanser, som att öka nivåerna av acetylkolin och tillväxtfaktorer. Dessa ämnen är mycket viktiga för minne och inlärning. Dessutom kan Cistanche deserticola också förbättra blodflödet och främja syretillförseln, vilket kan säkerställa att hjärnan får tillräckligt med näringsämnen och energi, och därigenom förbättra hjärnans vitalitet och uthållighet.

Klicka på Vet korttidsminne hur du kan förbättra

I allmänhet har typ I IFN (IFN-, IFN-, etc.) och typ III IFN (IFN-λ) bevisats för antiviral aktivitet, medan typ II IFN (IFN- ) kan aktivera T-celler och makrofager [72]. I IFN fungerar som en kraftfull antiviral mekanism, som är involverad i värdsvar efter IBV-infektion.

Det visades att IFN- kunde hämma respiratoriska Beaudette- eller Grey IBV-stammar både in vitro och in vivo [73].

In vitro-studier visade att induktionen av IFN- är på ett MDA5-beroende sätt [56]. I ett tidigt infektionsstadium (9 hp) uppreglerades IFN- när den infekterades med en neuropatogen IBV-stam [55]. Men när respiratorisk M41 IBV-stam användes, fördröjdes uttrycket av IFN- i CEK-celler till 12 dpi, medan tillbehörsprotein 5b var involverat i induktionen av värdavstängning som resulterade i en minskning av IFNs [74].

Dessutom visades respiratoryBeaudette IBV-stammen interferera med IFN- -inducerad translokation av STAT1- och STAT1-fosforylering i Vero-celler vid sena infektionsstadier (18 dpi), ref. [74] föreslår respiratorisk IBV-medierad hämning av IFN-signalering på ett tidsberoende sätt.

Skillnaderna i IFN-uttryck mellan respiratoriska och neuropatogena IBV-infektioner kräver framtida arbete, vilket kan hjälpa till att förstå mekanismerna bakom vävnadstropismen hos olika IBV-stammar. In vivo visade studier ett mer komplext resultat, eftersom uttrycksnivån av IFN- var signifikant uppreglerad vid 1 dpi i mjälten efter virulent respiratorisk IBV-infektion [62], medan uppregleringen av IFN inte observerades i luftstrupen vid 3 dpi [61].

Dessutom utgjorde kycklingar vaccinerade med försvagad respiratorisk M41 eller LDT3 starkare typ I IFN-nivåer, respektive [61]. Virulensen hos IBV kan vara orsaken till skillnaderna i IFN-nivåer. I överensstämmelse med resultaten i PRR-uttryck, tyder dessa resultat också på att det är viktigt att virulensen hos IBV-stammar beaktas vid fältkontroll av viruset.

På samma sätt som typ I IFN, i ett tidigt skede av infektion (12 dpi), efter inokulering med den respiratoriska Conn IBV-stam, var IFN- signifikant nedreglerad i luftstrupen och lungorna hos den infekterade kycklingen [26]. Vid 2–3 dpi, när inokulerad med respiratorisk M41 IBV-stam, inducerades IFN- i luftstrupen och lungorna [35,75].

Även om den antivirala aktiviteten av IFN- mot IBV inte har karakteriserats fullständigt, baserat på resultat observerade hos fågelinfluensavirus (AIV)-infekterade kycklingar, föreslogs det att IFN- indirekt kan störa IBV-replikation genom initiering av ISG-kodat ribonukleas L (RNas) L) [76].

Förexpression av ISG, studier visade att i olika system inklusive kycklingembryon (6 hp), luftstrupe (3 dpi) och njurar (5–6 dpi), presenterades uppreglering av ISGs intranskriptionell analys efter infektion med olika respiratoriska IBV-stammar [61] .

För att sammanfatta, även om svaren från IFN efter IBV-infektion varierar på ett stamberoende och tidsberoende sätt, begränsas i allmänhet aktivering av IFN vid ett mycket tidigt stadium av IBV-infektion för att möjliggöra viral replikation.

Uppreglering av IFNs observeras ofta med aktiverade ISGs efter att infektion har etablerats när den medfödda immuniteten svarar för virusclearance. Därför är tidig intervention och aktivering av IFN kritiska för kontroll av sjukdomen.

4.2. IBV-infektion utlöste annan cytokin- och kemokinaktivering

Andra cytokiner och kemokiner är också avgörande regulatorer av medfödda immunsvar mot virusinfektion. Till exempel, korrelerat med rekryterade makrofager, var produktionen av IL-1 involverad i att minska IBV-virusbelastningen i luftvägarna [27].

Dessutom uppreglering av IFN-, IFN- och IL12 vid 12 hpi, uppreglering av IFN-, IL-8 och makrofaginflammatoriskt protein (MIP)-1 vid 48 hpi och uppreglering av IFN- och IL-6 vid 72 hpi observerades också, och uppregleringen av dessa cytokiner var associerad med hämning av respiratorisk IBV Ark99-replikation [77].

Beroende på IBV-stammen rapporterades det att proinflammatoriskt cytokinuttryck inducerades olika i olika vävnader. I luftstrupen, i ett tidigt infektionsstadium (1–3 dpi), framkallades uttryck av IL-1, IL-10R2, IL-6 och LITAF efter inokulering med antingen respiratoriska eller neuropatogena IBV-stammar [61].

Uttrycket av IL-1 nedreglerades initialt (12 hp) och ökade kraftigt när IBV-infektionen fortskred i luftstrupen när kycklingar inokulerades med den respiratoriska Conn IBV-stammen [26].

Vidare uppreglerades uttrycket av IL-6 av p38-fosforylering under IBV-infektion [78]. I njurarna påverkades inte regleringen av dessa cytokiner signifikant efter infektion med respiratorisk IS/885/00-liknande (885), M41 och neuropatogena QX-liknande IBV-stammar [79]. Kycklingar infekterade med den neuropatogena IBV-stammen av KIIa-genotypen uppvisade uppreglerade mRNA-nivåer av IL-6 och IL-1 vid 1 dpi i luftstrupen och njurarna, medan kycklingar infekterade med den respiratoriska IBV-stammen av ChVI-genotypen visade jämförelsevis milt uppreglerat mRNA-uttryck av dessa cytokiner [80].

Dessutom, i mjältens immunsystem, uppreglerades uttrycksnivåerna av IL-7 och IL-18 signifikant vid 1 dpi efter luftvägsinfektion med IBV [62]. Kemokiner orkestrerar migrationen av celler under immunövervakning. Mass-IBV-stamstimulerade genuttryck av CXCR4, CCR6, kemokinliknande receptor 1/CHEMR23 och Matrix metalloproteinas (MMPs) från en tidig fas av virusinfektion (1 dpi) intracheas [58].

Dessa kemokiner kan spela en roll i migrationen av aktiverade T-celler, vilket ytterligare kan bidra till eliminering av viruset. Baserat på dessa observationer, efter att IBV-infektion inträffar, aktiveras den medfödda immuniteten, vilket resulterar i rekrytering av medfödda celler vid infektionen ställen och uppreglering av olika PPR, cytokiner, kemokiner, etc. Nedreglering av PPR (TLR7), IFN (IFN-, IFN-) och andra cytokiner (IL-1) observerades dock fortfarande i ett mycket tidigt skede av infektion (12 hp) av respiratoriska IBV-stammar, vilket tyder på att hämning av den medfödda immuniteten är viktig för att etablera framgångsrika IBV-infektioner, vilket kan återspegla vanliga strategier som coronaviruset kan ta för att undvika upptäckt av värdens medfödda immunitet.

Eftersom de flesta studier utfördes med respiratoriska IBV-stammar, skulle det vara viktigt att få mer information om de antivirala värdsvaren med hjälp av de neuropatogena IBV-stammarna, vilket kan hjälpa till att utveckla vaccinationsstrategier och andra interventionsprogram. En allmän beskrivning av de medfödda immunsvaren mot IBV-infektion visas i figur 1.

5. Apoptos utlöst av IBV-infektion

Apoptos är en av de primära mekanismerna som djur använder för att bekämpa virusinfektioner. Det kan också underlätta virusspridning i ett senare skede av infektionen [81]. Det har förekommit rapporter om IBV-inducerad apoptos både in vivo [55] och in vitro [28,82].

Det föreslås att IBV ORF1b-regionen är ansvarig för att utlösa apoptos [83]. I däggdjursceller är Bcl 2-familjen av proteiner, inklusive proapoptotiska (Bax och Bak) och anti-apoptotiska (Mcl 1, Bcl 2 och Bcl XL) proteiner, modulerade IBV-inducerad apoptos i ett tidigt skede av IBV-infektion [55].

I IBV M41-infekterade HD11- och PBMCs-Mφ-celler tyder minskat uttryck av Bcl-2 åtföljt av ökat uttryck av Bcl-2-associerat X(Bax) att viral replikation provocerar apoptos vid 48 hpi [ 28]. I ett sent skede av infektionen visades apoptos underlätta IBV-replikation. Betrakta IBV Beaudetteinfected DF-1-celler till exempel [84].

I dessa celler aktiverades den mitogenaktiverade proteinkinas/extracellulära signalreglerade proteinkinas (MAPK/ERK)-vägen; denna väg regleras negativt av fosfatas DUSP6 [84]. Vidare aktiverades även UPR-sensorns IRE1 -XBP1-väg i sena stadier.

6. Perspektiv i IBV-kontroll

Sedan det först dokumenterades i USA 1931, har IBV blivit endemisk i hela fjäderfäindustrin [10]. Det har föreslagits att andra fågelarter kan spela en roll i spridningen av IBV över hela världen [86].

Till exempel visade en partiell nukleotidsekvens av coronavirus isolerad från papegojor (E. roratus) 100 % homologi med IBV GI-13härstamningen [87]. Huruvida vilda fåglar och dessa fågelkoronavirus bidrar till spridningen av IBV kräver ytterligare bevis.

Vid sidan av forskning om vaccination och förebyggande åtgärder har mer uppmärksamhet under de senaste åren fokuserats på att förstå de tidiga immunsvaren efter IBV-infektion, eftersom detta skulle utöka vår kunskap om virusets patologi, vilket i sin tur skulle kunna gynna utvecklingen av förebyggande och kontrollstrategier .

Medfödd immunitet bidrar till ett nätverk genom att använda PPRs för att detektera konserverade PAMPs, där olika komponenter såsom IFNs och proinflammatoriska cytokiner spelar viktiga roller i antiviral aktivitet. Flera recensioner om immunsvar från kyckling på IBV-infektion rekommenderas för en övergripande förståelse av interaktionen mellan virus och värd immunitet [55].

Med tanke på den stora mångfalden av IBV-stammar varierar medfödda immunsvar som framkallas av IBV-infektion på ett stamberoende och tidsberoende sätt. Ändå är tidiga ingrepp och aktivering av medfödd immunitet väsentliga för kontroll av sjukdomen. För att framkalla ett tidigt medfött immunsvar, har agonister av PRR och IFN uppmärksammat ny vaccindesign. Dessutom bidrar virusets befolkningsmångfald också till att förbättra värdimmuniteten, eftersom en mer diversifierad viruspopulation i vaccinet inducerar starkare medfödda immunsvar [88].

Därför, för en mer omfattande förståelse av IBV-värdens medfödda immunitetsinteraktion och framtida utveckling av förebyggande och kontrollstrategier, bör IBV-populationsstrukturen, mångfalden av viralt genom och odlingssystem, såväl som värddjurens tillstånd tas i beaktande.

Även om informationen om IBV-värdens medfödda immunitetsinteraktion fortfarande är begränsad på grund av bristen på experimentella åtgärder hos kycklingar, är det välkänt att medfödd immunitet inte bara bidrar till utvecklingen av förebyggande strategier utan också till virusets patogenicitet. För effektiv kontroll av viruset är tidig förstärkning av värdens medfödda immunitet avgörande.

Dessutom, eftersom kycklingens medfödda immunitet verkar på ett stamberoende och tidsberoende sätt efter IBV-infektion, är tidig diagnos av IBV-stammen också viktig för bättre kontroll av viruset. Ytterligare undersökning krävs för att utforska skillnader i immunsvar som utlöses av olika IBV-stammar med olika genotyper och patogenicitet.

Författarbidrag: Manuskriptförberedelse, YZ; Revision, YZ, ZX; Tillsyn, YC; FundingAcquisition, YZ Alla författare har läst och samtyckt till den publicerade versionen av manuskriptet.

Finansiering: Denna studie stöddes av Doctoral Initiative Project från Natural Science Foundationof Guangdong Province (18zxxt49) och Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation (2019B1515210026).

Utlåtande av institutionell granskningsnämnd: Ej tillämpligt.

Informerat samtycke: Ej tillämpligt.

Datatillgänglighet: Ej tillämpligt.

Intressekonflikter: Författarna förklarar att de inte har några ekonomiska eller personliga relationer med andra människor eller organisationer som kan påverka arbetet. Det finns inga professionella eller andra personliga intressen av något slag eller slag i någon produkt, tjänst och/eller företag som kan tolkas som att de påverkar den position som presenteras i denna recension. Författarna har inga kommersiella eller associativa intressen som representerar en intressekonflikt i samband med det inlämnade arbetet.

Referenser

1. Cavanagh, D.; Elus, MM; Cook, JK Samband mellan sekvensvariation i S1-spikproteinet av infektiöst bronkitvirus och omfattningen av korsskydd in vivo. Avian Pathol. 1997, 26, 63–74. [CrossRef] [PubMed]

2. Cavanagh, D. Coronavirus aviärt infektiöst bronkitvirus. Veterinär. Res. 2007, 38, 281–297. [CrossRef] [PubMed]

3. Ganapathy, K.; Wilkins, M.; Forrester, A.; Lemiere, S.; Cserep, T.; McMullin, P.; Jones, RC QX-liknande infektiös bronkitvirus isolerat från fall av proventrikulit hos kommersiella slaktkycklingar i England. Veterinär. Rec. 2012, 171, 597. [CrossRef]

4. Ambali, AG; Jones, RC Tidig patogenes hos kycklingar av infektion med en enterotrop stam av infektiöst bronkitvirus. AvianDis. 1990, 34, 809-817. [CrossRef] [PubMed]

5. Pantin-Jackwood, MJ; Brown, TP; Huff, GR Reproduktion av proventrikulit hos kommersiella och specifika patogenfria slaktkycklingar. Avian Dis. 2005, 49, 352–360. [CrossRef] [PubMed]

6. Raj, GD; Jones, RC Infektiöst bronkitvirus: Immunopatogenes av infektion i kycklingen. Avian Pathol. 1997, 26, 677–706.[CrossRef]

7. Matthijs, MG; van Eck, JH; Landman, WJ; Stegeman, JA Förmåga hos infektiös bronkitvirus av Massachusetts-typ att öka mottagligheten för kolibacillos hos kommersiella broilers: En jämförelse mellan vaccin och virulent fältvirus. Avian Pathol. 2003, 32,473–481. [CrossRef] [PubMed]

8. Matthijs, MG; Ariaans, MP; Dwars, RM; van Eck, JH; Bouma, A.; Stegeman, A.; Vervelde, L. Infektionsförlopp och immunsvar i luftvägarna hos IBV-infekterade slaktkycklingar efter superinfektion med E. coli. Veterinär. Immunol. Immunopatol. 2009, 127,77–84. [CrossRef]

9. De Wit, J.; Cook, J. Spotlight på fågelpatologi: Infektiöst bronkitvirus. Avian Pathol. 2019, 48, 393–395. [CrossRef]

10. Cook, JK; Jackwood, M.; Jones, RC Långsikten: 40 års forskning om smittsam bronkit. Avian Pathol. 2012, 41, 239–250.[CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com