Le jeûne et la suralimentation affectent l'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation dans le foie des volailles via un rétrovirus endogène

ABSTRAIT

On sait que la nutrition et l’immunité sont liées, mais le mécanisme n’est pas très clair. Les rétrovirus endogènes (ERV) représentent 8 à 10 % du génome humain et murin et jouent un rôle important dans certains processus biologiques des animaux. Des études récentes indiquent que l'activation de l'ERV peut affecter l'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation, et que les activités de l'ERV sont soumises à la régulation de nombreux facteurs, notamment des facteurs nutritionnels. Par conséquent, nous émettons l’hypothèse que l’état nutritionnel peut affecter l’expression des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation via le VRE. Pour vérifier cette hypothèse, l'état nutritionnel des animaux a été altéré par le jeûne ou la suralimentation, ainsi que par l'expression de gènes intacts d'ERV (ERVK18P, ERVK25P) et liés à l'immunité ou à l'inflammation (DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7, STAT3) dans le foie. a été déterminé par PCR quantitative, suivie d'une surexpression de ERVK25P dans des hépatocytes primaires d'oie et d'une détermination de l'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation. Les données ont montré que par rapport au groupe témoin (pas de jeûne), l’expression de l’ERV et des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation était augmentée dans le foie des poulets à jeun mais diminuée dans le foie des oies à jeun. De plus, par rapport au groupe témoin (alimenté régulièrement), l’expression de l’ERV et des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation a été augmentée dans le foie des oies suralimentées. De plus, la surexpression de ERVK25P dans les hépatocytes primaires d’oie peut induire l’expression de gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation. En conclusion, ces résultats suggèrent que l'ERV médie les effets du jeûne et de la suralimentation sur l'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation, que la médiation varie selon les espèces de volailles et que l'ERV et les gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation peuvent être impliqués dans le développement de la stéatose hépatique d'oie. Cette étude fournit un mécanisme potentiel pour le lien entre la nutrition et l’immunité.

Cistanche désertique ma-Entretenir le foie

Mots clés : nutrition, immunité, volailles, stéatose hépatique, rétrovirus endogène

INTRODUCTION

Les rétrovirus endogènes (ERV) sont considérés comme les restes de rétrovirus exogènes (provirus). La plupart de ces séquences « fossiles » restantes contiennent plusieurs mutations qui se sont accumulées au cours du processus d'évolution à long terme depuis leur intégration dans les génomes de l'hôte (Cañadas et al., 2018). Ils existent chez presque tous les mammifères (comme les humains, les souris, les chats et les moutons) et autres vertébrés (comme les poulets) (Melanie et Nair, 2014 ; Xu et al., 2014). Chez le poulet, l'ERV représente plus de 3 % du génome du poulet (Huda et al., 2008). Bien que les VRE soient abondants dans les génomes animaux, de nombreux VRE ne sont pas intacts. Les VRE intacts font référence à ceux dont les structures ne se distinguent pas facilement des rétrovirus exogènes. Ces ERV contiennent généralement 2 longues répétitions terminales (LTR) qui contiennent des éléments de régulation transcriptionnelle, les séquences codantes des protéines virales (antigène spécifique du groupe [Gag], transcriptase inverse [Pol] et protéine d'enveloppe [Env]), une séquence de traces polypurines. , et de courtes séquences génomiques flanquantes de leurs cellules hôtes (Jern et Coffin, 2008 ; Dolei et al., 2015 ; K€ury et al., 2018). Jusqu’à présent, on trouve environ 500 VRE relativement intacts dans le génome du poulet (Bolisetty et al., 2012). En plus du VRE relativement intact, il existe d'autres types de VRE, notamment le VRE « mince » dépourvu d'un ou plusieurs gènes codants nécessaires à l'auto-réplication (généralement le gène Env) et le VRE « solo LTR ». Le nombre de VRE « solo LTR » est environ 60 fois supérieur au nombre de VRE relativement intacts (Bolisetty et al., 2012). L'analyse phylogénétique indique que les prorétrovirus aviaires (c'est-à-dire ERV) peuvent être classés en prorétrovirus de classe I (de type gamma), de classe II (de type alpha et bêta) et de classe III (de loin semblable à un spuma). Les prorétrovirus de type alpha sont dépassés en nombre par les prorétrovirus de type bêta, de type gamma et alphabeta (Bolisetty et al., 2012). Comparés aux prorétrovirus de mammifères, les prorétrovirus aviaires sont plus hétérogènes. Les rétrovirus pro de type bêta ont subi une transition évolutive des rétrovirus pro de type bêta aux rétrovirus de type alphabet, puis aux rétrovirus de type alpha, avec une perte progressive des marqueurs rétroviraux bêta. Les prorétrovirus alphabétiques sont intermédiaires entre les prorétrovirus alpha et bêta, y compris certains prorétrovirus aviaires précédemment reconnus. Les rétrovirus pro de classe III semblent être les plus anciens, suivis des rétrovirus pro de type bêta et de type gamma, tandis que les rétrovirus pro de type alphabet et alpha semblent être les plus jeunes. La plupart des prorétrovirus sont intégrés dans les gènes de l'hôte dans l'orientation sens (Bolisetty et al., 2012).

Bienfaits de la cistanche tubulosa-Entretien du foie

Comme les transposons non LTR (par exemple, éléments nucléaires longs ou courts intercalés), les ERV sont des éléments mobiles qui peuvent se transposer sous forme de séquences d'ADN d'un endroit à un autre dans le génome hôte. Cette transposition est médiée par l’ARN intermédiaire. Bien que les ERV en tant que rétrotransposons aient une forte capacité transposable au début de l'évolution, la plupart d'entre eux ont maintenant perdu cette capacité (Jern et Coffin, 2008). De plus, des études de séquençage approfondies indiquent que de nombreux VRE sont généralement silencieux. Par exemple, seulement environ 20 % des ERV sont transcrits dans les fibroblastes d’embryons de poulet, et un sous-ensemble de ceux-ci est également transcrit in vivo (Bolisetty et al., 2012). De plus, des études récentes montrent que certains ERV silencieux peuvent être activés et exprimés dans certaines conditions (Crichton et al., 2014), et que leur expression est affectée par de nombreux facteurs, tels que le type de cellule ou le type de tissu (en particulier le placenta et les cellules germinales). , la différenciation cellulaire et le processus de vieillissement, les cytokines, les facteurs qui perturbent le fonctionnement normal des cellules et les facteurs nutritionnels (Taruscio et Mantovani, 2004 ; Denner, 2016 ; Elaheh et al., 2018). Au cours des dernières décennies, les fonctions biologiques de l'ERV ont été progressivement découvertes : 1) La transposition de l'ERV peut déstabiliser les génomes de l'hôte, mais l'ERV en tant que matériel génétique original permet aux animaux hôtes d'augmenter la diversité entre et au sein des espèces, d'améliorer l'adaptabilité à l'environnement et de maintenir une évolution (Zhang et al., 2008); 2) Les promoteurs et les activateurs des régions LTR de l'ERV peuvent affecter la transcription de leurs gènes adjacents et modifier le statut épigénétique des régions adjacentes (comme la méthylation de l'ADN et la modification des histones) (Thompson et al., 2016) ; 3) En liant les protéines Env aux récepteurs de l'hôte, l'ERV peut bloquer la liaison des virus exogènes aux mêmes récepteurs, offrant ainsi aux cellules hôtes la capacité de résister aux virus exogènes (Nadeau et al., 2015) ; 4) Les transcrits de l'ERV peuvent activer le système immunitaire inné et induire la production de cytokines telles que l'IFN via la voie de signalisation TLR3/MDA5 double brin dépendante de l'ARN, inhibant ainsi les tumeurs (Chiappinelli et al., 2015) ; et 5) Les VRE sont également impliqués dans l'apparition et le développement de certaines maladies, telles que le vieillissement, l'auto-immunité et les maladies neurologiques dégénératives (Mager et Stoye, 2015; Nadeau et al., 2015).

Le groupe de rétrovirus endogène K (ERVK) est le rétrovirus endogène le plus récemment parmi les différents groupes d'ERV (ERVW, ERVH, ERVK, etc.). Il contient la séquence codante pour les protéines fonctionnelles, étant ainsi considéré comme le groupe ERV le plus intact et biologiquement actif (Hohn et al., 2013). L'expression régulée positivement de l'ERVK a été associée à des maladies inflammatoires, des maladies neurologiques, des maladies auto-immunes, etc. (Haraguchi et al., 1992 ; Tolosa et al., 2012). Des études récentes montrent que l'activation de l'ERVK par l'inhibiteur de l'ADN méthyltransférase, la 5-aza-2-désoxycytidine, peut renforcer l'immunité cellulaire innée (Nogues et al., 2018). Comparé à l'ERVK humain ayant de nombreux membres, l'ERVK aviaire n'a que quelques membres annotés dans GenBank. Les membres ERVK annotés partagés par le poulet et l'oie ne sont que ERVK18P (LOC106029425) et ERVK25P (LOC106046236). À l’heure actuelle, le rôle biologique ou pathologique de l’ERVK aviaire reste inconnu. Les statuts nutritionnels et énergétiques sont des facteurs importants affectant la croissance, la reproduction et l’immunité des animaux. Comme mentionné précédemment, les facteurs nutritionnels peuvent activer l’expression de l’ERV, et l’ERV peut réguler l’expression des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation de plusieurs manières. Par conséquent, nous pensons que le niveau de nutrition ou d’énergie peut affecter l’expression des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation via le VRE. Pour vérifier cette spéculation, l'état nutritionnel a été modifié par le jeûne ou la suralimentation chez des poulets ou des oies expérimentaux, et l'expression de l'ERV et des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation dans le foie a ensuite été déterminée. En outre, la surexpression de ERVK25P dans les hépatocytes primaires d’oie a également été réalisée pour étudier la relation entre l’ERV et les gènes liés à l’immunité (ou à l’inflammation). Cette étude fournit un nouvel aperçu du mécanisme du lien entre nutrition et immunité.

cistanche tubulosa-améliorer le système immunitaire

Cliquez ici pour voir les produits Cistanche Enhance Immunity

【Demandez plus】 E-mail :cindy.xue@wecistanche.com / Whats App : 0086 18599088692 / Wechat : 18599088692

MATÉRIELS ET MÉTHODES

Animaux expérimentaux

Tous les protocoles sur les animaux étaient conformes aux directives institutionnelles sur l'utilisation d'animaux d'élevage dans la recherche et approuvés par le Comité de protection et d'utilisation des animaux de l'Université de Yangzhou en Chine.

Les oisons Jurong Siji du même lot d'incubation ont été élevés au sol sous éclairage naturel et sous gestion d'élevage conventionnelle à la ferme expérimentale du Mali (Jurong, Jiangsu, Chine). À l'âge de 70 jours, 16 oies en bonne santé ont été réparties au hasard en 2 groupes : le groupe à jeun (les oies ont jeûné pendant 24 h avec accès libre à l'eau) et le groupe témoin (pas de jeûne, accès ad libitum à la nourriture et à l'eau). Après 24 heures de jeûne, tous les individus expérimentaux ont été sacrifiés et des échantillons de foie ont été collectés, congelés dans de l'azote liquide et transférés à 270 °C pour stockage. De même, seize poulets Rhode Island Red en bonne santé âgés de 20- semaines ont été sacrifiés pour une expérience de jeûne. Contrairement au jeûne, seize oies des Landes en bonne santé âgées de 70- jours (fournies par Licheng Animal and Poultry Co., Ltd., Huaian, Jiangsu, Chine) ont été réparties au hasard et à parts égales dans la suralimentation (24 jours de suralimentation) et le groupe témoin (alimentation régulière). Le protocole de suralimentation a été décrit précédemment par Geng et al., 2016a. Au 24ème jour de suralimentation, les échantillons de foie ont été prélevés dans les groupes témoin et suralimenté et conservés à 270 °C.

Isolement et culture d'hépatocytes primaires d'oie et surexpression de l'ERV

Les hépatocytes primaires d'oie ont été isolés et cultivés à partir d'embryons d'oie le 22e ou 23e jour d'éclosion, comme décrit précédemment par Osman et al., 2016. Le vecteur de surexpression personnalisé du gène d'oie LOC106046236 (ou membre ERVK 25 Pol de type protéine, ERVK25P ) et le vecteur vide ont été achetés auprès de Suzhou Jima Gene Co., Ltd. (Suzhou, Chine). Le vecteur de surexpression a été construit en utilisant un vecteur pcDNA3.1 contenant un promoteur CMV et le fragment d'ADN inséré qui était la séquence codante du gène de la polymérase ERVK25. Le vecteur de surexpression et le vecteur vide ont été transfectés séparément dans des hépatocytes primaires d'oie qui avaient été isolés et cultivés pendant 24 h avec de la Lipofectamine 2000 (cat n° 11, 668-019, Invitrogen, Co., Ltd., Camarillo). Après 32 h de transfection, les cellules ont été collectées pour une analyse de l'expression génique par PCR quantitative par fluorescence. La transfection a été réalisée comme décrit précédemment par Geng et al., 2013.

Purification d'ARN et synthèse d'ADNc

L'ARN total a été isolé à partir d'échantillons de foie à l'aide du kit TRIzol (cat # DP424 ; Tiangen Biotech (Beijing) Co., Ltd., Pékin, Chine). Les échantillons d'ARN purifiés ont été soumis à une transcription inverse en ADNc à l'aide du kit de transcription inverse HiS criptTM Q RTSuperMix (cat# R123-01 ; Vazyme Biotech Co., Ltd., Nanjing, Chine). La transcription inverse a été réalisée conformément aux instructions du fabricant.

Avantages de la cistanche tubulosa-Entretenir le foie

Analyse PCR quantitative

Basé sur la séquence de référence de chaque gène dans GenBank, des amorces PCR quantitatives pour les gènes d'intérêt et le gène de référence interne, GAPDH a été conçu à l'aide du logiciel en ligne Primer 3.0 (Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge) et du la spécificité de la séquence a été confirmée à l'aide du programme Primer-BLAST (National Center for Biotechnology Information, Bethesda) sur le site Web du NCBI. Les séquences d'amorces sont répertoriées dans le tableau 1. Conformément aux instructions du fabricant, la PCR quantitative a été réalisée à l'aide du kit Vazyme AceQ qPCR SYBR Green Master Mix (cat# Q111-02/03 ; Vazyme Biotech Co., Ltd., Nanjing, Chine) et des échantillons d’ADNc. L'expression relative des gènes d'intérêt a été calculée à l'aide de la méthode 22OOCT décrite précédemment par Geng et al., 2016b.

Analyse d'immunotransfert

Des échantillons de tissus hépatiques ont été lysés dans un tampon contenant 5 0 mmol de Tris, pH 7,5, 12 0 mmol de NaCl, 1 mmol d'EDTA, 15 mmol de Na4P2O7, 2 0 mmol de NaF, 1 % de Nonidet. , 0,1 % de sulfure de phénylméthyle et des inhibiteurs de protéase (0,08 mmol d'aprotinine, 0,02 mmol de leupeptine, 0,04 mmol de bestatine et 15 mmol de pepstatine). La teneur en protéines dans chaque lysat a été déterminée à l'aide du kit de test de protéines Bio-Rad RC DC (cat. 500-0119 ; Bio-Rad, Hercules) conformément aux instructions du fabricant. Les protéines (10 mg) des lysats tissulaires ont été séparées par SDS PAGE puis transférées sur des membranes de nitrocellulose, qui ont été incubées pendant une nuit dans du lait à 5 % dans du PBS contenant 0,1 % de Tween 20. Les membranes ont ensuite été incubées avec un anticorps primaire pendant une nuit à 4 °C. Les anticorps suivants ont été utilisés à une dilution de 1:1000 dans cette étude : anti-STAT3 (cat n° bs- 1141R ; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Pékin, Chine), anti-IFIH1. (cat n° bs-18740R ; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Pékin, Chine), anti-actine (cat n° bsm-33036M ; Beijing Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd., Pékin, Chine) et anti-GAPDH (cat n° NB300-221 ; Novus Biologicals Co., Ltd., CO). Des anticorps secondaires conjugués à la peroxydase de raifort ont été utilisés à une dilution de 1:10 000. Les protéines ont été détectées par chimioluminescence améliorée et par le système de détection par Western blot (Amersham Biosciences, Pékin, Chine).

Analyses statistiques

Le test t de Student a été utilisé pour analyser la signification statistique de la différence d'expression génique entre les groupes de traitement et les groupes témoins, et P, 0,05 a été défini comme critère de signification statistique. Toutes les données sont présentées sous forme de moyenne 6 SEM.

RÉSULTATS

Le jeûne a supprimé l'expression du VRE et des gènes liés au système immunitaire dans le foie d'oie

Les amorces PCR quantitatives pour les gènes ERV d'oie (ERVK18P ou LOC1{{10}}6029425, ERVK25P ou LOC106046236) ont été conçues sur la base des séquences de référence de GenBank. L'analyse PCR quantitative a montré que le niveau d'expression de ERVK18P dans le foie d'oie était similaire à celui de ERVK25P (Figure 1A). Par rapport au groupe témoin (pas de jeûne), l’expression de ERVK18P et ERVK25P était significativement inhibée dans le foie des oies à jeun pendant 24 h (P, 0,05 ou 0,01) (Figure 1B). En conséquence, l'expression de l'ARNm des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation (DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7, STAT3) a également été inhibée, la différence d'expression de l'ARNm de DDX41 et IFNG entre les oies à jeun et les oies témoins atteignant un niveau statistiquement significatif. (P, 0,05) (Figure 1B). L'analyse par immunotransfert a montré que le taux de protéine IFIH1 dans le foie des oies à jeun semblait inférieur à celui des oies témoins (Figure 1 supplémentaire).

Tableau 1. Liste des séquences d’amorces pour la PCR quantitative.

Le jeûne a induit l'expression du VRE et des gènes liés au système immunitaire dans le foie de poulet

L'analyse PCR quantitative a montré que, par rapport au groupe témoin (pas de jeûne), l'expression de l'ARNm de ERVK18P et ERVK25P induite par le jeûne dans le foie de poulet et l'induction ont atteint un niveau statistiquement significatif (P, 0.{{5} }5 ou 0.01) (Figure 2). De même, le jeûne a également induit l'expression de l'ARNm de ces gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation, la différence d'expression de l'ARNm de IFIH1, IFNG, IRF7 et STAT3 entre les groupes atteignant un niveau statistiquement significatif (P, 0,05 ou 0,01) (Figure 2). ). L'analyse par immunotransfert a montré que le niveau de protéine IFIH1 dans le foie des oies à jeun semblait être supérieur à celui des oies témoins (Figure 1 supplémentaire).

La suralimentation a induit l'expression du VRE et des gènes liés au système immunitaire dans le foie d'oie

L'analyse PCR quantitative a montré que par rapport au groupe témoin (alimentation régulière), l'expression de l'ARNm de ERVK18P et ERVK25 P dans le foie des oies suralimentées pendant 24 jours était augmentée, la différence d'expression de l'ARNm de ERVK18P entre les oies témoins et les oies suralimentées atteignant à un niveau statistiquement significatif (P, 0.05) (Figure 3). En conséquence, l’expression de l’ARNm des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation dans le foie des oies suralimentées a également augmenté, la différence d’expression de l’ARNm d’IRF7 entre les oies témoins et les oies suralimentées atteignant un niveau statistiquement significatif (P : 0,05) ( Figure 3). L'analyse par immunotransfert a montré que le niveau de protéine IFIH1 dans le foie des oies suralimentées semblait être supérieur à celui des oies témoins (Figure 1 supplémentaire).

Figure 1. L'expression du VRE et des gènes liés au système immunitaire dans le foie d'oie a été inhibée par le jeûne. L'expression relative de l'ERV et des gènes liés au système immunitaire a été déterminée par PCR quantitative. (A) L’expression de ERVK18P et ERVK25P dans le foie d’une oie adulte normale. (B) L’expression de ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 et STAT3 dans le foie des oies à jeun est présentée comme le changement de pli par rapport au contrôle (pas de jeûne), n 5 6. *,** désigne P, 0.05, 0,01 par rapport au contrôle, respectivement. Toutes les données sont présentées en moyenne 6 SEM. Abréviation : ERV, rétrovirus endogène.

La surexpression endogène des rétrovirus a induit l'expression des gènes liés au système immunitaire

Après 32 h de transfection d'hépatocytes primaires d'oie avec les vecteurs vides ou les vecteurs de surexpression contenant la séquence codante du gène Pol d'oie ERVK25P, l'expression de l'ARNm du gène Pol dans les cellules transfectées avec les vecteurs de surexpression était environ 97 fois supérieure à celle dans les cellules transfectées avec des vecteurs vides (P, 0.01) (Figure 4). Comme prévu, l'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation a été induite par la surexpression de ERVK25P, et l'induction de IFIH1, IFNG, IRF7 et STAT3 a atteint un niveau statistiquement significatif (P, 0,05 ou 0,01) (Figure 4).

DISCUSSION

Les niveaux de nutrition et d’énergie sont des facteurs importants affectant la croissance, la reproduction et l’immunité des animaux. La famine (ou le jeûne) et l'alimentation sont 2 états typiques affectant les niveaux de nutrition ou d'énergie, étant ainsi souvent utilisés comme modèle de recherche pour élucider la régulation de la nutrition ou de l'énergie sur les fonctions physiologiques des animaux. Par exemple, le jeûne ou l’alimentation peuvent influencer l’expression de gènes liés à la croissance, à la reproduction et à l’immunité (Volkoff et al., 2016 ; Smati et al., 2020). Il n’est cependant pas clair si le jeûne ou l’alimentation peuvent activer l’ERV et affecter l’expression des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation via l’ERV. De plus, une suralimentation à court terme (3 à 4 semaines) peut conduire à la formation de stéatose hépatique d'oie (communément appelée foie gras), similaire à la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) chez l'homme et les rongeurs (Nahum et al. , 2010 ; Wang et al., 2019), mais on ne sait pas si l'ERV est activé par la suralimentation et impliqué dans le développement de la stéatose hépatique de l'oie. Dans cette étude, l'expression de l'ERV et de certains gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation dans le foie d'oies ou de poulets a été déterminée après modification de la nutrition ou du statut énergétique de l'animal par le jeûne ou la suralimentation, de sorte que la relation entre le statut nutritionnel (ou énergétique) et l'expression du VRE et des gènes liés à l'immunité (ou à l'inflammation) pourrait être clarifiée. De plus, la surexpression de ERVK25P dans les hépatocytes primaires d'oie a également été réalisée pour vérifier si l'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation était affectée par le VRE. En effet, les résultats ont fourni des preuves solides étayant l’idée selon laquelle le statut nutritionnel ou énergétique pourrait réguler l’expression des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation via l’ERV chez la volaille. Il est intéressant de noter que l'effet du jeûne sur l'expression de l'ARNm du VRE et sur les gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation dans le foie variait selon les espèces de volailles, c'est-à-dire que l'expression de l'ARNm des gènes dans le foie de poulet était contraire à celle du foie d'oie. . De plus, l’expression de l’ARNm des gènes dans le foie des oies à jeun était contraire à celle des oies suralimentées. De plus, les données suggèrent que les gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation pourraient jouer un rôle dans la régulation de l'ERV sur le développement de la stéatose hépatique (ou foie gras) d'oie.

Figure 2. L'expression de l'ERV et des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation dans le foie de poulet a été induite par le jeûne. L'expression relative de l'ERV et des gènes liés au système immunitaire a été déterminée par PCR quantitative. Les niveaux d'expression de ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 et STAT3 dans les foies des poulets à jeun sont présentés comme le changement de pli par rapport au contrôle (pas de jeûne), n {{10}} . *,** désigne P, 0,05, 0,01 par rapport au contrôle, respectivement. Toutes les données sont présentées en moyenne 6 SEM. Abréviation : ERV, rétrovirus endogène.

Figure 3. L'expression du VRE et des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation dans le foie d'oie a été induite par la suralimentation. L'expression relative de l'ERV et des gènes liés au système immunitaire a été déterminée par PCR quantitative. Les niveaux d'expression de ERVK18P, ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 et STAT3 dans le foie des oies suralimentées sont présentés comme le changement de pli par rapport au contrôle (alimentation de routine), n {{10}} . * désigne P, 0,05 par rapport au contrôle. Toutes les données sont présentées en moyenne 6 SEM. Abréviation : ERV, rétrovirus endogène.

Figure 4. L'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation a été induite par la surexpression de l'ERV dans les hépatocytes primaires d'oie. L'expression relative de l'ERV et des gènes liés au système immunitaire a été déterminée par PCR quantitative. L'expression de ERVK25P, DDX41, IFIH1, IFNG, IRF7 et STAT3 dans les hépatocytes primaires d'oie transfectés avec des vecteurs de surexpression ERVK25P est présentée comme le changement de facteur par rapport au contrôle (les hépatocytes transfectés avec des vecteurs vides), n {{1{{11 }}}}. *,** désignent P, 0,05, 0,01 par rapport au contrôle, respectivement. Toutes les données sont présentées en moyenne 6 SEM. Abréviation : ERV, rétrovirus endogène.

Des études antérieures ont démontré que les ERV sont généralement inhibés par la méthylation de l'ADN dans les cellules hôtes, mais que les ERV peuvent être activés par MER48 (Walsh et al., 1998 ; Gibb et al., 2015). L'induction du VRE est également démontrée dans plusieurs maladies, notamment certaines maladies métaboliques telles que la sclérose en plaques, dans lesquelles des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation sont impliqués (Perron et al., 2000). Des études mécanistiques indiquent que l’inflammation joue un rôle important dans la pathogenèse des maladies métaboliques généralement causées par une alimentation excessive ou un apport énergétique excessif (Eo et al., 2017). De plus, il a été constaté que le jeûne ou la suralimentation peuvent modifier le niveau de méthylation de l’ADN des gènes des récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes (Jacobsen et al., 2014 ; Hjort et al., 2017). Sur la base de ces résultats, il est possible que le changement nutritionnel active l’expression de l’ARNm de l’ERV via une régulation épigénétique. D’un autre côté, les changements nutritionnels peuvent induire l’expression de l’ARNm de certains gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation (Smati et al., 2020). Conformément à ces résultats, cette étude a montré que le jeûne ou la suralimentation affectaient l'expression de l'ARNm du VRE et les gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation et que l'expression de l'ARNm du VRE était étroitement associée à l'expression de l'ARNm du VRE et des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation. gènes.

Avantages du cistanche pour les hommes : renforcer le système immunitaire

Comme l’ERV est abondant dans les génomes animaux, son rôle dans la régulation de la nutrition ou de l’énergie sur l’immunité ou l’inflammation pourrait être sous-estimé. Cette étude a principalement porté sur ERVK18 et ERVK25, médiateurs de l'effet du jeûne ou de la suralimentation sur l'expression de l'ARNm des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation. Les gènes ERVK ne sont actuellement que les ERV relativement intacts annotés dans les génomes de l’oie et du poulet. Outre ces ERV relativement intacts, l'ERV « mince » et l'ERV « solo LTR » pourraient être activés par le jeûne ou la suralimentation et ainsi contribuer également à l'effet du jeûne ou de la suralimentation sur l'expression de l'ARNm des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation. Comme les VRE « minces » et « solo LTR » sont généralement situés à proximité de certains gènes de l'hôte (Thompson et al., 2016), le jeûne ou la suralimentation peuvent réguler l'expression de l'ARNm des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation par l'effet cis du VRE activé. De ce point de vue, le maintien de l’immunité au niveau de base peut être en partie dû à une petite partie du VRE actif. Des études antérieures ont montré que certains VRE sont régulièrement transcrits à la fois dans les fibroblastes embryonnaires de poulet (environ 20 % des VRE) et in vivo (Bolisetty et al., 2012). La régulation du jeûne ou de la suralimentation sur l'expression de l'ARNm de l'ERV est très probablement due à des modifications épigénétiques (par exemple, méthylation de l'ADN), comme mentionné précédemment. Il a été rapporté que l'AZA, un inhibiteur de l'ADN méthyltransférase, peut induire de manière significative l'expression de l'ARNm du VRE dans la cellule (Jaenisch et al., 1985 ; Deborah et Bestor, 2004). L'expression de l'ARNm de l'ERV était régulée différemment dans le foie de poulet par rapport au foie d'oie par le jeûne, ce qui suggère qu'il existe un degré différent de modification épigénétique pour contrôler l'expression de l'ERV entre les poulets et les oies. Cette inférence est étayée par les preuves montrant que l’expression de l’ARNm de l’ERV dépend du type de cellule (Nogues et al., 2018). La manière dont le jeûne ou la suralimentation affecte la méthylation de l’ADN du VRE reste toutefois à clarifier. De plus, les différences génétiques entre les poulets et les oies pourraient contribuer à la différence d’expression du VRE entre les 2 espèces, comme des réponses différentes des facteurs de transcription à des stimuli internes ou externes. En effet, nos résultats précédents montrent que l’expression de l’ARNm de nombreux gènes dans le foie gras d’oie par rapport au foie normal est contraire à celle chez les humains atteints (ou de souris) de NAFLD par rapport au foie normal (Liu et al., 2016). En outre, des facteurs environnementaux et autres, tels que l’âge, l’alimentation, la lumière et d’autres conditions d’élevage, pourraient également être responsables de l’expression différente du VRE entre les poulets et les oies.

Dans cette étude, la surexpression d’ERVK25P a augmenté l’expression des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation, ce qui fournit des preuves solides étayant l’idée selon laquelle le jeûne ou la suralimentation régule l’expression de l’ARNm des gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation dans le foie via l’ERV. Il existe 2 mécanismes potentiels par lesquels la surexpression de l'ERV relativement intact a augmenté l'expression de l'ARNm des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation : 1) l'ARN double brin formé dans les transcrits de l'ERV ou par hybridation avec des ARN antisens pourrait activer la signalisation NFkB. voie de liaison de l'ARN double brin à ses récepteurs (par exemple, TLR3) et induisent à leur tour l'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation (Chiappinelli et al., 2015) ; 2) l'ERV relativement intact peut également exprimer ses protéines ou polypeptides codés, conduisant à l'activation des voies de signalisation en aval et à l'expression des gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation. Bien que cette étude n'ait pas pu détecter l'expression des protéines ERVK18P et ERVK25P en raison du manque d'anticorps appropriés, des études antérieures ont démontré que certains ERV, en particulier ERVK, peuvent synthétiser leurs protéines et induire l'expression de gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation dans les cellules neuronales. cellules (Manghera et al., 2015). Ces protéines peuvent être détectées par des récepteurs animaux tels que RIG-1, la protéine kinase K et la molécule corporelle inflammatoire NLRP3 (Mitoma et al., 2013 ; Mu et al., 2016). L'association entre la nutrition (ou l'énergie) et l'immunité (ou l'inflammation) a été démontrée dans plusieurs troubles liés à la nutrition ou à l'énergie, en particulier dans les maladies associées à l'obésité, notamment le diabète et la NAFLD. L'obésité a été considérée comme une inflammation chronique, car de nombreux gènes liés à l'inflammation (par exemple, le facteur de nécrose tumorale alpha, cytokine proinflammatoire, MCP1 et IL6) sont induits chez les patients obèses par rapport aux cohortes en bonne santé (Ferreira et al., 2016). Ces cytokines peuvent conduire à une résistance à l’insuline et ainsi aggraver les troubles métaboliques associés à l’obésité (Li et al., 2019). Dans cette étude, les données ont montré que l’ERV et les gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation étaient induits dans le foie gras d’oie par rapport au foie normal. Le foie est un organe extrêmement complexe qui joue non seulement un rôle central dans la conversion des nutriments et de l’énergie, mais qui remplit également des fonctions de détoxification et de régulation immunitaire. Le foie contient un grand nombre de cellules immunitaires, telles que les cellules de Kupffer (les macrophages résidents), les cellules tueuses naturelles et les cellules T tueuses naturelles. Le foie synthétise également les composants du complément et un grand nombre d'autres récepteurs solubles de reconnaissance des agents pathogènes (Keith et al., 2007). Par conséquent, le foie est actuellement considéré comme un organe immunitaire important et joue un rôle dans l’immunité innée (ou inflammation) (Xia et al., 2008 ; Trigger, 2010). Les ERV et leurs gènes induits par l’immunité ou l’inflammation peuvent être essentiels aux fonctions physiologiques du foie et servir de lien entre le métabolisme nutritionnel et l’immunité (ou l’inflammation). Dans cette étude, bien que le changement nutritionnel (ou énergétique) ait induit l'expression de l'ARNm du VRE et les gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation dans le foie gras d'oie par rapport au foie normal, il est à noter que les gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation induits par le VRE peut réguler par rétroaction le métabolisme nutritionnel (Volkman et Stetson, 2014 ; Cañadas et al., 2018). Par conséquent, cette étude fournit des preuves étayant l’idée selon laquelle l’ERV participe au développement de la stéatose hépatique de l’oie via les gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation.

Avantages du supplément Cistanche - Comment renforcer le système immunitaire

Dans cette étude, nous avons également déterminé le niveau de protéine d'IFIH1 dans le foie des oies à jeun par rapport aux oies témoins, des poulets à jeun par rapport aux poulets témoins et des oies suralimentées par rapport aux oies témoins. Bien que les profils du niveau de protéine IFIH1 soient similaires à ceux du niveau d'ARNm d'IFIH1, la différence de niveau de protéine entre le groupe de traitement et le groupe témoin n'était pas aussi évidente que celle du niveau d'ARNm. Les explications possibles incluent que le niveau de protéine d'IFIH1 pourrait être régulé de manière post-transcriptionnelle. En conclusion, la nutrition ou le statut énergétique affecte l’expression de certains gènes liés à l’immunité ou à l’inflammation via le VRE, ce qui constitue un mécanisme potentiel sous-tendant l’association entre la nutrition (ou l’énergie) et l’immunité (ou l’inflammation). L'état nutritionnel ou énergétique peut réguler l'expression de l'ERV via la méthylation de l'ADN. Il existe une différence dans cette régulation épigénétique entre les espèces de volailles, et le mécanisme spécifique doit être étudié plus en détail. Les gènes liés à l'immunité ou à l'inflammation, affectés par la nutrition ou le statut énergétique, peuvent non seulement participer à la réponse immunitaire innée, mais également jouer un rôle dans l'inflammation, la croissance et l'apoptose des animaux, ainsi que dans la régulation par rétroaction de la nutrition ou du métabolisme énergétique. En outre, cette étude a également révélé pour la première fois que les ERV et leurs gènes régulés liés à l’immunité ou à l’inflammation étaient impliqués dans le développement de la stéatose hépatique de l’oie.

LES RÉFÉRENCES

Bolisetty, M., J. Blomberg, F. Benachenhou, G. Sperber et K. Beemon. 2012. Diversité et expression inattendues des rétrovirus endogènes aviaires. mBio 3e00344-00312.

Cañadas, I., R. Thummalapalli, JW Kim, S. Kitajima, RW Jenkins, CL Christensen, M. Campisi, Y. Kuang, Y. Zhang, E. Gjini, G. Zhang, T. Tian, ​​DR Sen, D Miao, Y. Imamura, T. Thai, B. Piel, H. Terai, AR Aref, T. Hagan, S. Koyama, M. Watanabe, H. Baba, AE Adeni, CA Lydon, P. Tamayo, Z. Wei, M. Herlyn, TU Barbie, R. Uppaluri, LM Sholl, E. Sicinska, J. Sands, S. Rodig, KK Wong, CP Paweletz, H. Watanabe et DA Barbie. 2018. Immunité innée des tumeurs amorcée par des rétrovirus endogènes spécifiques stimulés par l'interféron. Nat. Méd. 24 : 1143-1150.

Chiappinelli, KB, PL Strissel, D. Alexis, HL Li, H. Christine, A. Benjamin, H. Alexander, NS Rote, LM Cope, S. Alexandra, M. Vladimir, B. Sadna, JS Dennis, DW Jedd, MP Drew, WB Matthias, AZ Cynthia, M. Taha, AC Timothy, BB Stephen et S. Reiner. 2015. L'inhibition de la méthylation de l'ADN provoque une réponse interféron dans le cancer via l'ARNdb, y compris les rétrovirus endogènes. Cellule 162 : 974-986.

Crichton, JH, DS Dunican, M. Marie, RR Meehan et IR Adams. 2014. Défendre le génome contre l'ennemi dans le cadre des mécanismes de suppression des rétrotransposons dans la lignée germinale de la souris. Cellule. Mol. Sciences de la vie. 71 : 1581-1605.

Deborah, BH et TH Bestor. 2004. Catastrophe méiotique et réactivation des rétrotransposons dans les cellules germinales mâles dépourvues de Dnmt3L. Nature 431 : 96-99.

Denner, J. 2016. Expression et fonction des rétrovirus endogènes dans le placenta. APMIS 124 : 31-43.

Dolei, A., E. Uleri, G. Ibba, M. Caocci, C. Piu et C. Serra. 2015. Les extraterrestres à l'intérieur de l'ADN humain : rétrovirus endogènes HERV-W/MSRV/syncytin-1 et neurodégénérescence. J. Infecter. Dév. Pays. 9 : 577-587.

Elaheh, K., N. Farzaneh, P. Mirshokraei, SE Tabatabaeizadeh et H. Dehghani. 2018. Expression de rétrovirus endogènes aux stades préimplantatoires de l’embryon bovin. Reproduction. Domest. Animé. 53 : 1405-1414.

Eo, H., JE Park, YJ Jeon et Y. Lim. 2017. Effet améliorant de l'extrait de polyphénol de cava colonial sur l'inflammation rénale associée à un métabolisme énergétique aberrant et au stress oxydatif chez les souris obèses induites par un régime riche en graisses. J. Agric. Chimie alimentaire. 65 : 3811-3818

Ferreira, PS, LC Spolidorio, JA Manthey et TB Cesar. 2016. Les flavanones d'agrumes préviennent l'inflammation systémique et atténuent le stress oxydatif chez les souris C57BL/6J nourries avec un régime riche en graisses. Fonction alimentaire. 7 : 2675-2681.

Geng, TY, W. Hu, MH Broadwater, JM Snider, J. Bielawski, SB Russo, JH Schwacke, J. Ross et LA Cowart. 2013. Les acides gras régulent différemment la résistance à l'insuline par l'induction médiée par le stress du réticulum endoplasmique de l'homologue 3 des tribbles : un lien potentiel entre la composition en graisses alimentaires et les résultats physiopathologiques de l'obésité. Diabétologie 56 : 2078-2087.

Geng, TY, B. Yang, FY Li, LL Xia, Q. Wang, X. Zhao et DQ Gong. 2016a. Identification de composants protecteurs qui préviennent l'exacerbation de la stéatose hépatique d'oie : caractérisation, expression et régulation des récepteurs de l'adiponectine. Comp. Biochimie. Physiol. B Biochimie. Mol. Biol. 194 : 32-38.

Geng, TY, X. Zhao, LL Xia, L. Liu, FY Li, B. Yang, Q. Wang, S. Montgomery, HM Cui et DQ Gong. 2016b. La supplémentation en sucre alimentaire favorise la résistance à l'insuline indépendante du stress du réticulum endoplasmique et la stéatose hépatique chez l'oie. Biochimie. Biophysique. Rés. Commun. 476 : 665-669.

Gibb, EA, RL Warren, GW Wilson, SD Brown, GA Robertson, GB Morin et RA Holt. 2015. Activation d’un long ARN non codant associé à un rétrovirus endogène dans l’adénocarcinome humain. Génome Med. 7h22.

Haraguchi, S., RA Good, GJ Cianciolo et NK Day. 1992. Un peptide synthétique homologue à la protéine d'enveloppe rétrovirale régule à la baisse l'expression de l'ARNm du TNF-a et de l'IFN-g. J. Leukoc. Biol. 52 : 469-472.

Hjort, L., SW Jørgensen, L. Gillberg, E. Hall, C. Brøns, J. Frystyk, AA Vaag et C. Ling. 2017. Un jeûne de 36 heures chez les jeunes hommes influence la méthylation de l'ADN du tissu adipeux du LEP et de l'ADIPOQ d'une manière dépendante du poids à la naissance. Clin. Épigénétique 9h40.

Hohn, O., K. Hanke et N. Bannert. 2013. HERV-K (HML-2), la famille de HERV la mieux conservée : endogénéisation, expression et implications sur la santé et la maladie. Devant. Oncol. 3:246.

Huda, A., N. Polavarapu, IK Jordan et JF McDonald. 2008. Rétrovirus endogènes du génome du poulet. Biol. Direct 3:9.

Jacobsen, SC, L. Gillberg, J. Bork-Jensen, R. Ribel-Madsen, E. Lara, V. Calvanese, C. Ling, AF Fernandez, MF Fraga, P. Poulsen, C. Brøns et A. Vaag . 2014. Les jeunes hommes ayant un faible poids à la naissance présentent une diminution de la plasticité de la méthylation de l'ADN musculaire à l'échelle du génome en raison d'une suralimentation riche en graisses. Diabétologie 57 : 1154-1158.

Jaenisch, R., A. Schnieke et K. Harbers. 1985. Le traitement des souris avec la 5-azacytidine active efficacement les génomes rétroviraux silencieux dans différents tissus. Proc. Natl. Acad. Sci. États-Unis 82 : 1451-1455.

Jern, P. et JM Coffin. 2008. Effets des rétrovirus sur la fonction du génome de l'hôte. Ann. Révérend Genet. 42 : 709-732.

Keith, EG, RB Jones, DA Meiklejohn, N. Anwar, LC Ndhlovu, JM Chapman, AL Erickson, A. Agrawal, G. Spotts, FM Hecht, NS Rakoff, J. Lenz, MA Ostrowski et DF Nixon. 2007. Réponses des lymphocytes T aux rétrovirus endogènes humains lors de l'infection par le VIH-1. Pathog PLoS. 3:e165.

K€ury, P., A. Nath, A. Creange, A. Dolei, P. Marche, J. Gold, G. Giovannoni, HP Hartung et H. Perron. 2018. Rétrovirus endogènes humains dans les maladies neurologiques. Tendances Mol. Méd. 24 : 379-394.

Li, JY, YD Wang, XY Qi, L. Ran, T. Hong, J. Yang, B. Yan, ZZ Liao, JH Liu et XH Xiao. 2019. Les niveaux sériques de CCN3 sont augmentés dans le diabète sucré de type 2 et sont associés à l'obésité, à la résistance à l'insuline et à l'inflammation. Clin. Chim. Actes 494 : 52-57.