猪免疫组织转录组图谱及 PBMC 免疫动态研究揭示核心免疫基因

为探究猪抗病基因，研究人员对长白猪 6 种免疫组织（骨髓、空肠、淋巴结等）及 PBMC 开展转录组分析，结合多组学数据筛选出 IFI44 等核心基因，发现其负调控抗病毒反应，为猪抗病育种提供新方向。

　　

猪群健康正面临病毒性疾病的严峻挑战，非洲猪瘟、蓝耳病等病原体的肆虐给全球养猪业造成巨大经济损失。当前，商业猪种长期聚焦生产性状选育，导致部分免疫相关基因表达减弱，抗病能力下降。尽管全基因组关联研究（GWAS）已鉴定出大量猪复杂性状相关遗传变异，但免疫与健康相关抗性基因的挖掘仍因抗病表型测量困难而进展缓慢。在此背景下，系统解析猪免疫组织的转录组特征，揭示免疫细胞发育动态及关键调控基因，成为突破猪抗病育种瓶颈的重要方向。

中国农业大学的研究团队针对这一问题，开展了猪免疫组织转录组及外周血单个核细胞（PBMC）免疫动态的深入研究。团队通过多组学整合分析，鉴定出核心免疫基因及其调控机制，相关成果发表在《Journal of Animal Science and Biotechnology》，为猪抗病分子育种提供了关键靶点和理论依据。

研究采用了以下关键技术方法：

1. 转录组测序与分析：对长白猪 1 月龄、4 月龄、7 月龄的 6 种免疫组织（骨髓、胸腺、脾脏、淋巴结、空肠、PBMC）及松辽黑猪 PBMC 进行 RNA-seq，获取基因表达谱。
2. 加权基因共表达网络分析（WGCNA）：构建免疫组织基因共表达模块，筛选核心免疫基因模块（如 darkgrey 模块）及枢纽基因（IFI44、EIF2AK2 等）。
3. 免疫细胞比例反卷积分析：利用 CIBERSORTx 结合 8 种免疫细胞转录组数据，解析 PBMC 中免疫细胞比例随年龄及品种的变化。
4. 功能验证实验：通过 Poly (I:C) 刺激模拟病毒感染，利用 siRNA 干扰技术验证 IFI44 基因在抗病毒反应中的作用，检测细胞凋亡、坏死及细胞因子分泌。

研究结果

1. 猪免疫组织转录组特征与功能分化

对 1 月龄长白猪 6 种免疫组织的转录组分析显示，不同组织基因表达具有显著特异性。主成分分析（PCA）和无监督聚类表明，脾脏与淋巴结、PBMC 与脾脏 / 淋巴结的基因表达高度相似（ Pearson 相关系数 > 0.96）。组织特异性基因分析发现，胸腺特异性基因最少（462 个），空肠和骨髓较多（分别为 1158、1138 个）。功能富集显示，骨髓特异性基因富集于造血相关通路，空肠与营养代谢及紧密连接相关，PBMC 则富集于免疫细胞趋化和免疫反应通路，表明 PBMC 可作为系统性免疫功能的代表性组织。

2. PBMC 免疫动态与年龄 / 品种差异

通过对 1、4、7 月龄长白猪及松辽黑猪 PBMC 的分析，发现随着年龄增长，PBMC 转录组从先天免疫向体液免疫转变。CD4? T 细胞比例下降，CD8? T 细胞、γδ T 细胞及 naive B 细胞比例上升，提示适应性免疫逐渐成熟。松辽黑猪 PBMC 中 naive B 细胞比例显著高于长白猪，其差异表达基因富集于体液免疫应答通路，暗示地方品种可能通过增强体液免疫提升抗病性。

3. 核心免疫基因鉴定与调控机制

WGCNA 分析筛选出与免疫通路活性显著正相关的 darkgrey 模块，包含 IFI44、EIF2AK2、MX2 等枢纽基因，其启动子区富集 Fox 家族、MYB 家族转录因子结合基序。表观基因组分析显示，这些基因启动子区普遍存在 “双价染色质状态”（H3K4me3 与 H3K27me3 共定位），可能使其在免疫应答中保持可塑性。通过整合 Hi-C 数据及 GWAS/QTL 分析，鉴定出 IFI44 内含子区 SNP（6_134641947 C>T）与免疫通路活性显著相关，T 基因型个体的 IFN-α/β 产生及体液免疫应答更强。

4. IFI44 基因的抗病毒功能验证

功能实验表明，干扰 IFI44 基因可显著降低 Poly (I:C) 诱导的细胞坏死，同时增强细胞凋亡，并促进 IFN-α/β 分泌，抑制 TNF-α 和 IL-6 等促炎因子。机制上，IFI44 作为负调控因子，通过调控 Ⅰ 型干扰素通路及细胞死亡方式，平衡抗病毒免疫与炎症反应。这一发现揭示了 IFI44 在病毒感染中的关键作用，其遗传变异可能成为抗病育种的重要分子标记。

研究结论与意义

本研究构建了猪免疫组织转录组图谱，揭示了 PBMC 免疫动态的年龄及品种差异，鉴定出以 IFI44 为代表的核心免疫基因及其调控变异。研究首次系统整合多组学数据，解析了猪免疫发育的分子机制，为抗病基因挖掘提供了新靶点（如 IFI44、MX2）及候选变异。此外，研究证实 PBMC 可作为便捷的免疫表型评估窗口，其免疫通路活性评分有望用于育种实践中的抗病性筛选。这些成果为猪分子设计育种提供了理论基础，助力培育兼具高产与抗病能力的优良品种，对保障全球猪肉供应安全具有重要意义。