全基因组甲基化与转录组联合分析揭示鸡白痢沙门氏菌感染中MSX2基因的免疫调控机制

本研究通过全基因组甲基化测序(WGBS)和转录组分析，揭示了鸡白痢沙门氏菌(Salmonella pullorum, SP)感染导致脾脏DNA低甲基化模式，筛选出MSX2等6个关键基因。研究发现MSX2过表达可显著增强巨噬细胞中干扰素(IFN-α/β)和白细胞介素(IL-2/3)等免疫因子分泌，为鸡白痢防治提供了新靶点。论文创新性采用表观遗传与转录组联合分析策略，发表于《BMC Genomics》。

　　

鸡白痢沙门氏菌(Salmonella pullorum, SP)感染是家禽养殖业的重大威胁，可导致雏鸡高死亡率及产蛋鸡隐性带菌，造成巨大经济损失。尽管已有研究探索了该病的免疫机制，但表观遗传调控在SP感染中的作用仍是未解之谜。华南农业大学动物科学学院的研究团队创新性地采用多组学联合分析策略，首次揭示了SP感染对鸡脾脏表观基因组和转录组的系统性影响，相关成果发表于《BMC Genomics》。

研究团队运用全基因组甲基化测序(WGBS)和RNA测序技术，对SP感染组(P)和未感染组(N)的鸡脾脏组织进行分析。通过PCR和血清平板凝集试验严格筛选样本，采用甲基化差异分析、差异表达基因筛选及联合分析等生物信息学方法，结合HD11鸡巨噬细胞系的基因功能验证实验，系统解析了表观遗传调控在SP感染中的作用机制。

WGBS揭示全局低甲基化特征
全基因组甲基化分析显示，感染组脾脏呈现显著低甲基化趋势，启动子区、内含子和外显子区域低甲基化DMR数量分别达1425、190049和58357个。功能富集发现这些区域显著富集于RNA聚合酶II转录调控、ATP结合等过程，且与PI3K-Akt、Ras等癌症相关通路密切相关。

转录组筛选关键免疫相关基因
转录组分析鉴定出64个差异表达基因(DEG)，其中25个上调、39个下调。KEGG分析显示DEGs显著富集于钙信号通路和PI3K-Akt通路。值得注意的是，紧密连接蛋白CLDN5表达显著下调，提示肠道屏障功能可能受损。

多组学联合锁定6个核心基因
通过整合甲基化与转录组数据，筛选出MSX2、PGLYRP2(肽聚糖识别蛋白)、KCNQ3(钾离子通道)等6个关键基因。其中MSX2作为骨形态发生蛋白(BMP)信号通路的下游靶点，其启动子区低甲基化却伴随表达下调，显示存在复杂调控机制。

MSX2功能验证突破
在HD11巨噬细胞中，MSX2过表达使干扰素(IFN-α/β)表达量提升4.5倍，肿瘤坏死因子(TNF-α)分泌量增加2.3倍；而干扰MSX2则显著抑制IL-2、IL-6等细胞因子产生。ELISA证实MSX2通过BMP2/NF-κB通路调控免疫应答，这为理解SP免疫逃逸机制提供了新视角。

该研究首次绘制了SP感染的表观遗传图谱，揭示DNA低甲基化是宿主免疫应答的重要调控方式。发现的MSX2等关键基因为开发表观遗传修饰疫苗佐剂提供了理论依据，联合分析策略也为其他禽病研究提供了范式。值得注意的是，SP诱导的全局低甲基化特征与哺乳动物细菌感染研究形成有趣对比，暗示禽类可能具有独特的表观免疫调控机制。未来可进一步探索MSX2与TGF-β通路的交互作用，以及甲基化标记作为早期诊断指标的潜力。