Actinobacillus pleuropneumoniae に感染した子豚の末梢血血清の iTRAQ ベースの定量的プロテオミクス解析

iTRAQ-based quantitative proteomic analysis of peripheral blood serum in piglets infected with Actinobacillus pleuropneumoniae.

• Rining Zhu
• Chuntong Bao
• Baijun Liu
• Jiameng Xiao
• Changjiang Sun
• Xin Feng
• P R Langford
• Yang Li
• Liancheng Lei

抄録

Actinobacillus pleuropneumoniae (APP) による豚呼吸器疾患は、豚呼吸器疾患の一つとして、あるいは豚呼吸器疾患複合体の一部として、世界中で重要な影響を与えています。そのメカニズムを解明するためには、宿主と病原体の相互作用に関するデータがますます重要になってきています。しかし、これまでのところ、APP感染に応答して豚血清中に生じる全身的かつ動的な変化については、比較的少ない情報しか得られていません。本研究では、iTRAQ を用いて、APP 感染に応答して豚血清中に発現する異なるタンパク質（DEP）を同定した。APP非感染群（S0）と比較して、24時間後（S24）には上昇発現137個、下降発現68個、120時間後（S120）には上昇発現81個、下降発現107個のタンパク質が認められました。24hでは、免疫応答は有意に濃縮されていなかったが、細胞接着、サイトゾル、ゴルジ装置、GTPとATPの結合、細胞周期の調節などが非常に活発であり、免疫応答開始の宿主準備を示唆していると考えられる。その後、自然免疫応答、アポトーシスの負の制御、免疫学的シナプス、適応免疫応答、炎症応答の制御、T細胞増殖の正の制御は、120時間後に24時間後に比べて増加しており、自然免疫が適応免疫に移行していることを示しているが、エンドサイトーシス、細胞接着、血小板凝集は明らかに減少していた。また、T細胞受容体シグナル伝達経路、サイトカイン-サイトカイン受容体相互作用、補体-凝固カスケード、白血球内皮細胞遊走などの経路が全感染期間において顕著に活性化しており、より多くの経路が接続して自然免疫防御ネットワークを形成していることが示唆された。驚くべきことに、アメーバ感染症、関節リウマチ、マラリアのような感染経路が増加していることが明らかになった。結論として、APPは感染症の初期段階では宿主の炎症反応を遅らせ、後の段階では接着、相互作用から補体の活性化、プロテアソームの消化、細菌の侵入へと自然免疫を誘導していることがわかった。このことは、APP感染に対するブタの特異的な反応についての理解を深めることになると思われる。

Porcine pleuropneumonia caused by Actinobacillus pleuropneumoniae (APP) is a swine respiratory disease with an important impact around the world either as a single infection or part of the porcine respiratory disease complex. The data of interaction between hosts and pathogens has becoming more crucial for exploration of the mechanism. However, up to now, comparatively little information is available on the systemic and dynamic changes that occur in pig serum in response to APP infection. This study used iTRAQ to identify differentially expressed proteins (DEPs) in pig serum in response to APP infection. Compared with the APP un-infected group (S0),there were 137 up-regulated and 68 down-regulated proteins at 24 h (S24), and 81 up-regulated and 107 down-regulated proteins at 120 h (S120). At 24 h, the immune response was not significantly enriched, but cell adhesion, cytosol, Golgi apparatus, GTP and ATP binding and regulation of cell cycle were extremely active, implying host preparation of immune response starting. Subsequently, innate immune response, negative regulation of apoptotic process, immunological synapse, adaptive immune response, the regulation of inflammatory response, positive regulation of T cell proliferation were more enhanced at 120 h then that of 24 h, representing innate immunity transferring to the adaptive, while endocytosis, cell adhesion and platelet aggregation showed obvious decline. The pathways of T cell receptor signaling pathway, cytokine-cytokine receptor interaction, complement and coagulation cascades, leukocyte transendothelial migration were active remarkably during all infection period, and more pathways could connect to form innate immune defense networks. Surprisingly, the pathways like amoebiasis, rheumatoid arthritis and malaria had been found up-regulated. As a conclusion, APP could delay host inflammatory response to the infection at early stage, and induced innate immunity to convert from adhesion, interaction into complement activation, proteasome digestion, bacterial invasion at later stage. This would increase our understanding of the porcine distinct response to APP infection.