Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các tham số huyết học và sinh hóa huyết thanh và phân tích biểu hiện gen cytokine trong bệnh da lồi ở bò Vrindavani
Tóm tắt
Bệnh da lồi (LSD) là một bệnh virus tái phát xuyên biên giới có thể thông báo trên gia súc, gây tổn thất nặng nề cho các trang trại bị ảnh hưởng. Sự khác biệt di truyền góp phần đáng kể vào những khác biệt giữa các cá thể trong phản ứng miễn dịch chống lại các tác nhân gây bệnh. Nghiên cứu hiện tại nhằm đánh giá cơ sở di truyền của phản ứng miễn dịch khác biệt ở bò Vrindavani bằng cách so sánh các biểu hiện hematological, sinh hóa và gen cytokine của động vật bị ảnh hưởng và không bị ảnh hưởng bởi LSD. Sau 21 ngày bùng phát dịch tại trang trại, các động vật được chia thành hai nhóm: nhóm bị ảnh hưởng (những con phát triển triệu chứng) và nhóm không bị ảnh hưởng/khỏe mạnh (những con không phát triển triệu chứng). Các tham số huyết học và sinh hóa chuẩn được đánh giá ở cả hai nhóm. Phân tích biểu hiện các cytokine Th1 (IL2, INFG và GMCSF) và Th2 (IL4, IL6 và IL10) quan trọng cũng được thực hiện thông qua phương pháp định lượng tương đối sử dụng PCR thời gian thực. Phân tích erythrogram và leucogram đã tiết lộ những khác biệt đáng kể trong tổng số bạch cầu (TLC: 14.18 ± 0.74 so với 11.38 ± 0.68 x103/µL), hemoglobin (Hb: 8.66 ± 0.42 so với 10.84 ± 0.17 g%) và tỷ lệ neutrophils (46.40 ± 1.98 so với 35.40 ± 2.11%), lymphocytes (49.40 ± 1.99 so với 62.40 ± 1.86) và monocytes (4.20 ± 0.37 so với 2.40 ± 0.40) giữa các động vật bị ảnh hưởng và động vật khỏe mạnh. Sự sản xuất các enzyme gan (SGOT và SGPT) cao hơn đáng kể ở các động vật bị ảnh hưởng (74.18 ± 4.76 và 59.51 ± 2.75) so với các động vật khỏe mạnh (65.95 ± 9.18 và 39.21 ± 3.31). Biểu hiện cytokine Th1 và Th2 cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm, ngoại trừ IL10. Biểu hiện của IL2, GMCSF và IL6 được tăng cường ở các động vật khỏe mạnh, trong khi biểu hiện của INFG, IL4 và IL10 được tăng cường ở các động vật bị ảnh hưởng bởi LSD. Sự phong phú nhất được quan sát cho các bản sao IL2 ở các động vật khỏe mạnh trong số các cytokine được đánh giá với sự thay đổi log2fold là 1.61 so với các động vật bị ảnh hưởng. Nhìn chung, phản ứng miễn dịch ở các động vật khỏe mạnh (sau khi tiếp xúc với virus LSD) chủ yếu được thể hiện bởi sự biểu hiện của sự tăng trưởng tế bào Th1 và có sự gia tăng sản xuất các cytokine pro-inflammatory so với các động vật bị ảnh hưởng. Kết quả cho thấy phản ứng miễn dịch hiệu quả với LSD ở bò bao gồm sự thay đổi trong các tham số huyết học và sinh hóa và biểu hiện cytokine thay đổi với sự gia tăng thực bào và tuyển dụng tế bào lympho. Hơn nữa, sự biểu hiện tối ưu của các cytokine Th1 là cần thiết để duy trì sức khỏe tối ưu chống lại các tấn công lây nhiễm với virus LSD ở bò.
Từ khóa
#bệnh da lồi #bò Vrindavani #phản ứng miễn dịch #gen cytokine #huyết học #sinh hóa huyết thanhTài liệu tham khảo
Abdelwahab MG, Khafagy HA, Moustafa AM, Saad MA (2016) Evaluation of humoral and cell-mediated immunity of lumpy skin disease vaccine prepared from local strain in calves and its related to maternal immunity. J Am Sci 12(10):38–45
Ahmad SF, Panigrahi M, Chhotaray S et al (2020) Revelation of genomic breed composition in a crossbred cattle of India with the help of Bovine50K BeadChip. Genomics 112(2):1531–1535
Anacleto O, Cabaleiro S, Villanueva B et al (2019) Genetic differences in host infectivity affect disease spread and survival in epidemics. Sci Rep 9(1):1–12
Arjkumpa O, Suwannaboon M, Boonrod M et al (2021) The first lumpy skin disease outbreak in Thailand (2021): epidemiological features and spatio-temporal analysis. Front Vet Sci. https://doi.org/10.3389/fvets.2021.799065
Babiuk S, Wallace DB, Smith SJ, Bowden TR, Dalman B, Parkyn G, Copps J, Boyle DB (2009) Detection of antibodies against capripoxviruses using an inactivated sheeppox virus ELISA. Transboundary Emerging Dis 56(4):132–41. https://doi.org/10.1111/j.1865-1682.2009.01067.x
Badr Y, Noreldin AE, Elewa YH et al (2022) Cellular infiltration, cytokines, and histopathology of skin lesions associated with different clinical forms and stages of naturally occurring lumpy skin disease in cattle. Comparat Immunol Microbiol Infect Dis 90:101894. https://doi.org/10.1016/j.cimid.2022.101894
Berger A (2000) Th1 and Th2 responses: what are they? BMJ 321(7258):424
Bhattacharya P, Thiruppathi M, Elshabrawy HA et al (2015) GM-CSF: an immune modulatory cytokine that can suppress autoimmunity. Cytokine 75(2):261–271
Boraschi D, Li D, Li Y, Italiani P (2021) In vitro and in vivo models to assess the immune-related effects of nanomaterials. Int J Environ Res Public Health 18(22):11769. https://doi.org/10.3390/ijerph182211769
Chen N, Bellone CJ, Schriewer J, Owens G, Fredrickson T, Parker S, Buller RML (2011) Poxvirus interleukin-4 expression overcomes inherent resistance and vaccine-induced immunity: pathogenesis, prophylaxis, and antiviral therapy. Virology 409(2):328–337
Chen L, Deng H, Cui H, Fang J, Zuo Z, Deng J, Li Y, Wang X, Zhao L (2018) Inflammatory responses and inflammation-associated diseases in organs. Oncotarget 9(6):7204
Chesler DA, Reiss CS (2002) The role of IFN-γ in immune responses to viral infections of the central nervous system. Cytokine Growth Factor Rev 13(6):441–54. https://doi.org/10.1016/S1359-6101(02)00044-8
Couper KN, Blount DG, Riley EM (2008) IL-10: the master regulator of immunity to infection. J Immunol 180(9):5771–5777
D’Souza WN, Schluns KS, Masopust D, Lefrançois L (2002) Essential role for IL-2 in the regulation of antiviral extralymphoid CD8 T cell responses. J Immunol 168(11):5566–5572
El-Mandrawy SA, Alam RT (2018) Hematological, biochemical and oxidative stress studies of lumpy skin disease virus infection in cattle. J Appl Anim Res 46(1):1073–1077
Gadani SP, Cronk JC, Norris GT, Kipnis J (2012) Interleukin-4: a cytokine to remember. J Immunol 189:4213–4421
Gunia M, David I, Hurtaud J, Maupin M, Gilbert H, Garreau H (2018) Genetic parameters for resistance to non-specific diseases and production traits measured in challenging and selection environments; application to a rabbit case. Front Genet 9:467
Hamdi J, Munyanduki H, Omari Tadlaoui K, El Harrak M, Fassi Fihri O (2021) Capripoxvirus infections in ruminants: a review. Microorganisms 9(5):902
Hamilton JA (2020) GM-CSF in inflammation. J Exp Med 217(1):e20190945
Hueffer K, O’Hara TM, Follmann EH (2011) Adaptation of mammalian host-pathogen interactions in a changing arctic environment. Acta Vet Scand 53(1):1–8
Ismail SM, Yousseff FM (2006) Clinical, hematological, biochemical and immunological studies on lumpy skin disease in Ismailia Governorate. SCVMJ 10(1):393–400
Jacob CT, Parida A, Kumar NK (2020) Conservation of India’s agrobiodiversity towards increasing food, nutritional and livelihood security. Curr Sci 119(4):607
Jalali SM, Rasooli A, Seifi Abad Shapuri M, Daneshi M (2017) Clinical, hematologic, and biochemical findings in cattle infected with lumpy skin disease during an outbreak in southwest Iran. Arch Razi Inst 72(4):255–265
Kak G, Raza M, Tiwari BK (2018) Interferon-gamma (IFN-γ): exploring its implications in infectious diseases. Biomol Concepts 9(1):64–79
Karki R, Sharma BR, Tuladhar S et al (2021) Synergism of TNF-α and IFN-γ triggers inflammatory cell death, tissue damage, and mortality in SARS-CoV-2 infection and cytokine shock syndromes. Cell 184(1):149–168
Kumar N, Chander Y, Kumar R et al (2021) Isolation and characterization of lumpy skin disease virus from cattle in India. PLoSOne 16(1):e0241022
Li Y, Wang W, Yang F, Xu Y, Feng C, Zhao Y (2019) The regulatory roles of neutrophils in adaptive immunity. Cell Commun Signal 17(1):1–1. https://doi.org/10.1186/s12964-019-0471-y
Liao W, Lin JX, Leonard WJ (2013) Interleukin-2 at the crossroads of effector responses, tolerance, and immunotherapy. Immunity 38(1):13–25
Livak KJ, Schmittgen TD (2001) Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods 25(4):402–408
Lotfi N, Thome R, Rezaei N et al (2019) Roles of GM-CSF in the pathogenesis of autoimmune diseases: an update. Front Immunol 10:1265
Malek TR (2003) The main function of IL-2 is to promote the development of T regulatory cells. J Leukoc Biol 74(6):961–965
Milovanović M, Dietze K, Milićević V, Radojičić S, Valčić M, Moritz T, Hoffmann B (2019) Humoral immune response to repeated lumpy skin disease virus vaccination and performance of serological tests. BMC Vet Res 15(1):80. https://doi.org/10.1186/s12917-019-1831-y
Moran TM, Isobe H, Fernandez-Sesma A, Schulman JL (1996) Interleukin-4 causes delayed virus clearance in influenza virus-infected mice. J Virol 70(8):5230–5235
Morris R, Kershaw NJ, Babon JJ (2018) The molecular details of cytokine signaling via the JAK/STAT pathway. Protein Sci 27(12):1984–2009
Neamat-Allah AN (2015) Immunological, hematological, biochemical, and histopathological studies on cows naturally infected with lumpy skin disease. Vet World 8(9):1131
Perry B, Grace D (2009) The impacts of livestock diseases and their control on growth and development processes that are pro-poor. Philos Transact R Soc B 364(1530):2643–2655
Petrina M, Martin J, Basta S (2021) Granulocyte macrophage colony-stimulating factor has come of age: from a vaccine adjuvant to antiviral immunotherapy. Cytokine Growth Factor Rev 59:101–110
Raphael I, Nalawade S, Eagar TN, Forsthuber TG (2015) T cell subsets and their signature cytokines in autoimmune and inflammatory diseases. Cytokine 74(1):5–17. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2014.09.011
Riera Romo M, Pérez-Martínez D, Castillo Ferrer C (2016) Innate immunity in vertebrates: an overview. Immunology 148(2):125–139
Rio DC, Ares M, Hannon GJ, Nilsen TW (2010) Purification of RNA using TRIzol (TRI reagent). Cold Spring Harbor Protocols 6:5439
Rojas-Caraballo J, López-Abán J, Pérez del Villar L et al (2014) In vitro and in vivo studies for assessing the immune response and protection-inducing ability conferred by Fasciola hepatica-derived synthetic peptides containing B-and T-cell epitopes. PloS One 9(8):e105323. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0105323
Ross SH, Cantrell DA (2018) Signaling and function of interleukin-2 in T lymphocytes. Annu Rev Immunol 36:411
Şevik M, Avci O, Doğan M, İnce ÖB (2016) Serum biochemistry of lumpy skin disease virus-infected cattle. Biomed Res Int 2016:6257984
Shi Y, Liu CH, Roberts AI et al (2006) Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) and T-cell responses: what we do and don’t know. Cell Res 16(2):126–133
Singh RR, Dutt T, Kumar A, Tomar AKS, Singh M (2011) On-farm characterization of Vrindavani cattle in India. Indian J Animal Sci 81(3):267–271
Skapenko A, Leipe J, Lipsky PE, Schulze-Koops H (2005) The role of the T cell in autoimmune inflammation. Arthritis Res Ther 7(2):S4. https://doi.org/10.1186/ar1703
Sudhakar SB, Mishra N, Kalaiyarasu S et al (2020) Lumpy skin disease (LSD) outbreaks in cattle in Odisha state, India in August 2019: epidemiological features and molecular studies. Transbound Emerg Dis 67(6):2408–2422
Tulman ER, Afonso CL, Lu Z (2002) The genomes of sheeppox and goatpox viruses. J Virol 76(12):6054–6061
Turner AK, Begon M, Jackson JA, Bradley JE, Paterson S (2011) Genetic diversity in cytokines associated with immune variation and resistance to multiple pathogens in a natural rodent population. PLoS Genet 7(10):e1002343
Urbina JA, Payares G, Sanoja C, Lira R, Romanha AJ (2003) In vitro and in vivo activities of ravuconazole on Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas disease. Int J Antimicrob Agents 21(1):27–38
Velazquez-Salinas L, Verdugo-Rodriguez A, Rodriguez LL, Borca MV (2019) The role of interleukin 6 during viral infections. Front Microbiol 10:1057
Vitenberga-Verza Z, Pilmane M, Šerstņova K et al (2022) Identification of Inflammatory and Regulatory Cytokines IL-1α-, IL-4-, IL-6-, IL-12-, IL-13-, IL-17A-, TNF-α-, and IFN-γ-Producing Cells in the Milk of Dairy Cows with Subclinical and Clinical Mastitis. Pathogens 11(3):372
Wang T, Hu Y, Wangkahart E et al (2018) Interleukin (IL)-2 is a key regulator of T helper 1 and T helper 2 cytokine expression in fish: functional characterization of two divergent IL2 paralogs in salmonids. Front Immunol 9:1683
Yang L, Xie X, Tu Z, Fu J, Xu D, Zhou Y (2021) The signal pathways and treatment of cytokine storm in COVID-19. Signal Transduct Target Ther 6(1):1–20