1 猪肠道病毒感染特征
2 猪肠道病毒感染的致病机理
2.1 破坏机体的先天免疫
2.2 改变肠细胞的命运
2.2.1 细胞凋亡
2.2.2 细胞自噬
图1 细胞自噬与猪肠道病毒的互作关系RV:猪轮状病毒 porcine rotavirus;PEDV:猪流行性腹泻病毒 porcine epidemic diarrhea virus;SADS-CoV:猪急性腹泻综合征冠状病毒 swine acute diarrhea syndrome coronavirus;TGEV:猪传染性胃肠炎病毒 transmissible gastroenteritis virus of swine;PDCoV:猪德尔塔冠状病毒 porcine delta coronavirus;AMPK:腺苷酸活化蛋白激酶 adenosine 5'-monophosphate (AMP)-activated protein kinase;Nsp4:非结构蛋白4 non-structural protein 4;Beclin-1:苄氯素-1;ATG14:自噬相关基因14 autophagy related gene 14;VPS34:液泡分选蛋白34 vacuolar protein sorting 34;VPS15:液泡分选蛋白15 vacuolar protein sorting 15;VPS34 complex:VPS34复合体;ATG7:自噬相关基因7 autophagy related gene 7;ATG10:自噬相关基因10 autophagy related gene 10;ATG12:自噬相关基因12 autophagy related gene 12;ATG16:自噬相关基因16 autophagy related gene 16;ATG5:自噬相关基因5 autophagy related gene 5;ATG13:自噬相关基因13 autophagy related gene 13;FIP200:200 kD的黏附斑激酶家族相互作用蛋白 focal adhesion kinase family interacting protein of 200 kD;ULK1/2:unc-51样激酶1/2 unc-51-like kinase 1/2;ULK complex:ULK复合体;NIX:NIP3样蛋白X NIP3-like protein X;Ub:泛素 ubiquitin;mTOR:哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 mammalian target of rapamycin;Nsp6:非结构蛋白6 non-structural protein 6;PI3K:磷脂酰肌醇3-激酶 phosphoinositide 3-kinase;Akt:丝氨酸/苏氨酸激酶 serine/threonine kinase;Lysosome:溶酶体;Phagophore:吞噬泡;Autolysosome:自噬溶酶体;PE:磷脂酰乙醇胺 phosphatidylethanolamine;LC3-Ⅱ:微管关联蛋白轻链3-Ⅱ microtubule-associated protein light chain 3-Ⅱ;LC3-Ⅰ:微管关联蛋白轻链3-Ⅰ microtubule-associated protein light chain 3-Ⅰ;LC3:微管关联蛋白轻链3 microtubule-associated protein light chain 3;ATG3:自噬相关基因3 autophagy related gene 3;ATG4:自噬相关基因4 autophagy related gene 4;Cleavage:分裂;Metabolites:代谢物。 Fig.1 Interaction between autophagy and porcine enterovirus[39⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-49] |
2.2.3 细胞铁死亡
图2 细胞铁死亡与猪肠道病毒的互作关系RV:猪轮状病毒 porcine rotavirus;TGEV:猪传染性胃肠炎病毒 transmissible gastroenteritis virus of swine;Jejunum:空肠;Activation:激活;Inhibition:抑制;Enterocyte:肠上皮细胞;Ferritin:铁蛋白;Autophagsome:自噬小体;LC3:微管关联蛋白轻链3 microtubule-associated protein light chain 3;NCOA4:核受体共激活因子4 nuclear receptor coactivator 4;Ferroptosis:铁死亡;Replication:复制;Lysosome:溶酶体;ROS:活性氧 reactive oxygen species;PL-PUFA:磷脂-多不饱和脂肪酸 phospholipid-polyunsaturated fatty acids;PLPUOOH:多不饱和脂肪酸磷脂氢过氧化物 polyunsaturated fatty acids-containing phospholipid hydroperoxides;PL-PUFA-OH:多不饱和脂肪酸磷脂醇 polyunsaturated fatty acids-phospholipid alcohol;SystemXc:胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白 cystine/glutamate antiporter;SLC7A11:溶质载体家族7成员11 solute carrier family 7 member 11;SLC3A2:溶质载体家族3成员2 solute carrier family 3 member 2;GPX4:谷胱甘肽过氧化物酶4 glutathione peroxidase 4;GSH:谷胱甘肽 glutathione;GSSG:氧化型谷胱甘肽 oxidized glutathione;NRF2:核因子E2相关因子2 nuclear factor erythroid-2-related factor 2;Nsp16:非结构蛋白16 non-structural protein 16;Nsp10:非结构蛋白10 non-structural protein 10;Cystine:胱氨酸。 Fig.2 interaction between ferroptosis and porcine enterovirus[56] |
2.2.4 肠上皮细胞的更新与修复
图3 TGEV介导的肠道内稳态破坏的机制图Normal:正常;Villus:绒毛;Crypt:隐窝;Notch signal:Notch信号;自我更新;Absorptive enterocytes:吸收型肠上皮细胞;Goblet cell:杯状细胞;Tuft cell:簇细胞;Enteroendocrine cell:肠内分泌细胞;TA cells:过渡放大细胞 transient amplifying cells;+4 stem cell:+4干细胞;Lgr5+ CBC stem cell:Lgr5+隐窝基底柱状干细胞 Lgr5+ crypt-base columnar stem cell;Paneth cell:潘氏细胞;Nsp10:非结构蛋白10 non-structural protein 10;Nsp16:非结构蛋白16 non-structural protein 16;APN:氨基肽酶N aminopeptidase N;TGEV:猪传染性胃肠炎病毒 transmissible gastroenteritis virus of swine;Inflection:感染;Loss of Lgr5 stem cells:Lgr5干细胞减少;Loss of Paneth cells:潘氏细胞减少;Apoptosis:凋亡;Mucins:黏蛋白;Disruption intestinal homeostasis:破坏肠道稳态。 Fig.3 Model of proposed mechanism of TGEV-mediated disruption of intestinal homeostasis[61] |
2.3 扰乱肠道微生物平衡和代谢
3 营养干预猪肠道病毒感染的机理
3.1 影响免疫功能
3.2 调节肠道微生物
3.3 直接干预病毒
3.4 改变肠细胞命运
表1 具有抗猪肠道病毒活性的营养物质和生物活性物质及其可能的作用机制Table 1 Nutrients and bioactive substances with anti-porcine enteric virus activity and their possible action mechanisms |
| 项目 Items | 病毒名称 Virus names | 抗病毒机制 Antiviral mechanisms | 参考文献 References |
|---|---|---|---|
| 维生素D VD | RV | 激活RIG-Ⅰ和IFN-β等抗病基因的表达,调节 自噬成熟和猪抗菌肽基因表达 | [80,105] |
| 人乳低聚糖 HMO | RV | 增加T细胞、NK细胞、浆细胞样树突状 细胞和PBMC嗜碱细胞的数目 | [81] |
| 香菇多糖 LNT | RV | 增强机体抗氧化能力,减少细胞凋亡 | [101] |
| 鼠李糖乳杆菌GG LGG | RV | 增强机体抗氧化能力,减少细胞凋亡 | [102] |
| 亮氨酸 Leu | RV | 激活mTOR信号通路 | [103] |
| 苹果果胶寡糖 APOS | RV | 改善抗氧化能力,减轻内质网 应激、细胞自噬和凋亡 | [104] |
| 视黄酸 RA | TGEV | 增强肠黏膜免疫和系统免疫,抑制促炎细胞 因子的释放,抑制细胞凋亡、自噬与铁死亡 | [82,113-114] |
| 儿茶素 Catechin | TGEV | 促进机体抗氧化 | [95] |
| 姜黄素 Curcumin | TGEV | 抑制病毒吸附和直接灭活病毒 | [96] |
| 地木耳素 Hypericin | TGEV | 抑制3CLpro活性 | [97] |
| 丁香酚 Eugenol | TGEV | 减轻细胞病变效应,抑制炎症 反应、细胞凋亡与焦亡 | [110⇓-112] |
| 枯草芽孢杆菌表面活性肽 Surfactin from Bacillus subtilis | TGEV | 抑制病毒与细胞膜的融合 上调TLR6的表达并降低细胞凋亡 | [98,115] |
| 唾液乳杆菌 Lactobacillus salivarius | PEDV | 调节肠道微生物群,抑制内质网应激 | [86] |
| N-乙酰半胱氨酸 N-acetylcysteine | PEDV | 调节肠道微生物菌群 | [87] |
| 日本地木耳提取物 HJ | PEDV | 病毒生命周期的后期直接抑制与 调节肠道微生物群 | [89] |
| 麦角淄醇过氧化物 Ergosterol peroxide | PEDV | 显著抑制PEDV的内吞、复制和释放, 限制病毒的内吞、复制和释放,减轻细胞凋亡 | [90] |
| 番茄甙碱 Tomatidine | PEDV | 与3CLpro结合后,显著抑制3CLpro的活性 | [91] |
| 槲皮素7-鼠李糖苷 Quercetin 7 rhamnoside | PEDV | 影响PEDV感染的初始阶段 | [92] |
| 芦荟提取物 Aloe extract | PEDV | 直接失活病毒颗粒 | [93] |
| Caerin1.1 | PEDV | 破坏病毒膜的完整性并直接失活PEDV | [94] |
| 银杏果皮多糖 Polysaccharide from Ginkgo biloba exocarp | PEDV | 抑制病毒的附着和入侵 | [106] |
| 辣木叶水提物 MOE | PEDV | 减少氧化应激,抑制细胞凋亡 | [107] |
| 氯化锂 Lithium chloride | PEDV | 阻碍PEDV的入侵和复制,并减轻细胞凋亡 | [108] |
| 1,25-二羟维生素D3 1,25(OH)2D3 | PEDV | 调控细胞周期进程,减少细胞 凋亡和线粒体损伤 | [109] |
| 硒代蛋氨酸 Selenomethionine | PDCoV | 增强细胞免疫和抗氧化能力 | [83] |
| 鹅去氧胆酸 CDCA | PDCoV | 激活IFN-λ3和ISG15的表达 | [84] |
| 石胆酸 LCA | PDCoV | 通过G蛋白偶联受体-IFN-λ3-ISG15 信号通路发挥作用 | [84] |
| 麦角淄醇过氧化物 Ergosterol peroxide | PDCoV | 阻断病毒附着、进入和直接灭活病毒 | [47] |
| 大黄素 Emodin | SADS-CoV | 阻断病毒附着和激活TLR3-IFN-λ3- ISG15信号通路 | [85] |
RV:猪轮状病毒 porcine rotavirus;TGEV:猪传染性胃肠炎病毒 transmissible gastroenteritis virus of swine;PEDV:猪流行性腹泻病毒 porcine epidemic diarrhea virus;PDCoV:猪德尔塔冠状病毒 porcine delta coronavirus;SADS-CoV:猪急性腹泻综合征冠状病毒 swine acute diarrhea syndrome coronavirus;RIG-Ⅰ:视黄酸诱导基因蛋白-Ⅰ retinoic acid inducible gene-Ⅰ;IFN-β:β-干扰素 interferon-β;mTOR:哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 mammalian target of rapamycin;3CLpro:3C样蛋白酶 3C-like protease;TLR6;Toll样受体6 Toll-like receptor 6;TLR3:Toll样受体3 Toll-like receptor 3;IFN-λ3:λ3-干扰素 interferon-λ3;ISG15:干扰素刺激基因15 interferon-stimulated gene 15。 |
