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γ-干扰素的研究进展及在畜牧中的应用

IFN-γ基因表达受多种因素调控。IFN-γ转录因子如NFAT、sTA4、T-bet(T-box expressed in TceUs)与启动子结合,调节基因的表达。免疫抑制剂环孢霉素可以抑制IFN-γ基因的表达。研究结果表明,许多中草药有诱生干扰素的作用,如黄芩、黄连、生地、金银花、蒲公英等有诱生γ-干扰素的作用。
3 IFN-γ在畜牧方面的生物学功能及其作用机制
3.1 生物学功能  研究结果发现,大多数免疫调控类细胞因子是免疫和体液免疫的传入和传出中都起着重要作用,在传入支中活化淋巴细胞,调整淋巴细胞和其它细胞的生长和分化,以增强或抑制免疫应答;在传出支中能增强炎症细胞和非炎症细胞的代谢和功能。因此,细胞因子既显示了调节淋巴细胞的功能,又能增加炎症细胞排除异物的活性。细胞因子在机体内除了可以单独发挥作用外,更重要的是通过细胞因子间的相互诱生,以及产生的生物学效应间的相互影响,构成了一个的细胞因子网络系统,在免疫应答中发挥着重要作用,但是机体内的各种反应并不是单独存在,一种反应在一定的程度上也能影响或刺激其他的反应体系。IFNs在抗病毒、免疫调节、抗肿瘤效应方面是一类天然糖蛋白。尤其是由Th细胞、CTL和NK细胞产生的γ干扰素在促炎症反应中发挥重要作用。
3.1.1抗病毒作用 干扰素系统是机体对病毒感染的重要防御系统,它与细胞免疫、体液免疫及各种非特异性因子一起,共同担负着抵御病毒感染的任务。除少数情况外,大多数急性病毒感染都伴随着干扰素的产生。张霞等(2007)认为IFN-γ作为一种细胞因子,作用于不同的细胞群体,以调节免疫系统,从而协同抗病毒效应。秦立廷等(2007a,2007b,2007c)研究结果表明,rBoIFN-γ在重组杆状病毒rBac-BoIFN-γ感染的sf9昆虫细胞中获得良好表达,并具有高效抗病毒活性。同时在鸡γ-干扰素在管理费用杆状病毒中的表达及抗病毒性的测定中也证明了重组杆状病毒能良好表达ChIFN-γ,并具有高效抗病毒活性。在猪的试验中也得到了同样的结果。也有人研究结果表明猪的γ-干扰素具有高效抗病毒的作用。猪IFN-γ在抑制口蹄疫病毒(FMDV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)和非洲猪瘟病毒(ASFV)的试验中效果明显,并且,猪IFN-γ与疫苗联用,可加强免疫应答,改善染毒动物的生长性能。最近,机体猪IFN-γ水平的高低被作为评价疫苗诱导细胞性免疫应答的指标。其实干扰素在病毒感染的各个阶段都发挥一定的作用,在防止再感染和持续性病毒感染中也有一定作用。在人类和小鼠研究结果表明,早期(先天)干扰素IFN-γ反应是疟疾感染的结果的一个关键的决定性因素。在这项研究中,Newwan等(2006)研究结果表明,被恶性疟原虫感染了红血细胞的人NK细胞活化产生γ-干扰素是严格依赖于髓性树突状细胞和单核细胞两个辅助细胞种群发出的可介导和的和可溶性(细胞因子)的信号,并受其监管。就IFN-γ来说,它的抗病毒作用有种属特异性(龚非力,1998),一般来说,作用于同一种属的细胞时活性最强。
3.1.2 免疫调节作用  就目前研究,IFN-γ的生物学功能主要还是集中在免疫调节功能上。干扰素-γ主要活性就是参与免疫调节,在体内起双向调节作用。一方面,干扰素-γ可激活NK等细胞,增强抗病毒、抗肿瘤的功能;另一方面,它能抑制 B细胞分泌IgE,从而避免因IgE水平过高而发生I型超敏反应,它还能恢复抑制性T细胞的功能、减少免疫复合物的局部沉积,抑制Ⅲ型超敏反应的发生。张薇薇(2001)报道Ⅱ型干扰素的免疫调节作用主要体现在:影响Th细胞间的相互作用;IFN-γ与IL4的对抗作用;IFN-γ在Ig转换中的控制作用等3个方面。Kim等(2001)以IFN-γ质粒分别与人类免疫缺陷病毒(HIV)env/rev、猪流感病毒(SIV)gag/polDNA疫苗共同免疫猕猴,结果IFN-γ可促进记忆性脾细胞由分泌IFN-γ和白细胞介素5(IL-5)转向只分泌IFN-γ,在幼鼠模型中还观察到以IgG2a为生的抗体反应。Chow等(1998)报道IFN-γ质粒与乙肝病毒(HBV)DNA疫苗共免疫,可诱导显著的Th1型细胞免疫和高IgG2a抗体滴度,但明显抑制Th2型免疫反应和IgG1的产生,还观察到极显著的杀伤性T淋巴细胞(CTL)活性。刘剑锋等(2007)报道IFN-γ的生成可促进Th0细胞向Th1分化,而抑制rI1l2的生成,由于tI1h1和rnl2分别介导机体细胞免疫和体液免疫,因此IFN-γ可根据不同病原感染,与其他细胞因子(如IL-4等)共同作用,对机体进行免疫干预,实现免疫系统防御功能。IFN-γ是主要的巨噬细胞活化因子(MAF),促进巨噬细胞吞噬能力和炎症反应,并可直接促进T、B细胞分化和CTL成熟,刺激B细胞分泌抗体,从而增强机体免疫机能。江涛等(2007)研究结果表明,将编码弓形虫微线蛋白3(MIC3)的真核表达质粒pc MIC3和编码干扰素(IFN-γ)的真核表达质粒pc IFN-γ各100g混合肌肉注射,间隔2周、3次免疫Balb/c小鼠,同时设相同剂量的pcMIC3、pcDNA和PBS免疫对照组。分别以酶联免疫吸附试验(EILSA)、四氮甲唑蓝(MTT)比色法和乳酸脱氢酶释放法(IH)检测试验小鼠血清的特异性抗体、脾淋巴细胞的增殖应答和细胞毒性T细胞(CTL)活性,并观察腹腔接种弓形虫RH株速殖子后质粒的免疫保护效果。结果表明,与其它试验组相比,pc MIC3+pc IFN-γ组试验小鼠在免疫8周后的ELISA抗体水平、脾淋巴细胞的增殖应答和CTL活性显著或极显著提高,免疫小鼠45d时的生存率100%,能有效抵抗小剂量弓形虫强毒株的攻击。IFN-γ是细胞介导的免疫应答中关键的成分,已有证据表明,IFN-γ可能是移植排斥过程中极为重要的分子。此外还有报道在宿主对寄生虫感染的免疫应答过程中,IFN-γ也发挥着重要的免疫调节作用。