Дієта модулює взаємозв’язок між експресією імунного гена та функціональними імунними реакціями

Додати до Менділі

Основні моменти

Дієти з високим вмістом білка покращили виживання після бактеріальної інфекції.

Ін’єкція з мертвими бактеріями посилила експресію імунних генів Toll та IMD.

Ін'єкції з живими бактеріями пригнічують експресію імунного гена (GE).

Співвідношення та концентрація макроелементів у раціоні впливали на ГЕ.

GE передбачав лише функціональну імунну активність при високому рівні харчового білка.

Анотація

Харчування є життєво важливим для здоров'я, і наявність ресурсів вже давно визнано ключовим фактором здатності боротися з паразитами, оскільки інвестиції в імунну систему є дорогими. Ресурси, як правило, розглядаються як щось «чорний ящик», при цьому кількість доступної їжі використовується як довідок для обмеження ресурсів. Однак їжа - це складна суміш макро- та мікроелементів, точний баланс якої визначає придатність тварини. Тут ми використовуємо підхід до моделювання простору станів, Геометричні основи харчування (GFN), щоб вперше оцінити, як баланс і кількість поживних речовин впливає на здатність тварини реагувати на імунну відповідь на патогенну інфекцію.

Гусениці Spodoptera littoralis були призначені для однієї з 20 дієт, яка варіювалась у співвідношенні макроелементів (білка та вуглеводів) та їх калорійності, щоб охопити значну частину поживного простору. Потім гусениці обробляли або вводили їм живі або мертві бактеріальні клітини Xenorhabdus nematophila. Експресію дев'яти генів (5 імунних, 4 неімунних) вимірювали через 20 годин після імунного зараження. Для двох імунних генів (РРО та лізоциму) ми також виміряли відповідну функціональну імунну відповідь у гемолімфі. Потім експресія генів та функціональна імунна реакція були зіставлені з урахуванням поживних речовин.

Експресія всіх імунних генів регулювалася за допомогою ін'єкції мертвих бактерій, але лише ті, що знаходились у шляху IMD (Морицин та Реліш), були суттєво регульовані як мертвими, так і живими бактеріальними інфекціями. Функціональні імунні відповіді зростали із змістом білка в раціоні, але експресія імунних генів була набагато менш передбачуваною.

Отримані нами результати вказують на те, що дієта відіграє важливу роль у здатності тварини реагувати на адекватну імунну відповідь, причому наявність білка є найважливішим предиктором функціональної (фізіологічної) імунної відповіді. Важливо, однак, що імунна експресія генів по-різному реагує на функціональний імунітет, і ми застерігаємо від використання експресії генів як проксі для інвестування в імунну систему, оскільки навряд чи це надійний показник імунної відповіді, за винятком конкретних дієтичних умов.

Графічний реферат

Завантажити: Завантажити зображення з високою роздільною здатністю (247 КБ)
Завантажити: Завантажте повнорозмірне зображення

Попередній стаття у випуску Далі стаття у випуску