乳酸菌后生元对鸡巨噬细胞HD11的免疫调节作用及其与脂多糖剂量依赖性互作机制研究

本研究针对饲料添加剂免疫调节机制不明确的问题，通过脂多糖(LPS)梯度刺激鸡巨噬细胞HD11模型，结合转录组学揭示乳酸菌后生元(Post)的剂量依赖性免疫调节作用。发现Post通过STAT2/SMAD3/IRF8等转录因子(TFs)通路增强高剂量LPS(300 ng/mL)下的促炎反应，而低剂量LPS(3 ng/mL)时作用微弱，为精准调控家禽免疫应答提供新依据。

　　

在畜禽养殖领域，如何通过饲料添加剂精准调控动物免疫功能始终是研究热点。乳酸菌后生元(Postbiotics)作为灭活微生物及其代谢产物的复合制剂，虽已被证实能改善家禽生产性能，但其免疫调节机制仍存在"黑箱"——特别是与病原体相关分子模式（如脂多糖LPS）的互作效应尚不明确。传统研究多采用单一高浓度LPS刺激细胞模型，忽略了实际养殖环境中病原体暴露的剂量差异可能带来的调控差异。

针对这一科学盲区，来自法国STI biotechnologie等机构的研究团队在《BMC Veterinary Research》发表创新性研究。他们设计了一套精妙的实验体系：以鸡巨噬细胞样HD11细胞为模型，采用0-300 ng/mL梯度LPS刺激（涵盖生理性低剂量与病原性高剂量），联合0-0.8% v/v乳酸菌后生元(Post)处理，通过一氧化氮(NO)检测、Alamar blue细胞活性分析及RNA-seq转录组测序等技术，首次系统揭示了Post与LPS的剂量依赖性互作规律。

关键技术方法包括：1）建立LPS梯度刺激（0/3/30/300 ng/mL）与Post处理（0-0.8% v/v）的HD11细胞模型；2）Griess法检测20小时NO产量；3）5小时转录组采样进行RNA-seq分析；4）KEGG通路富集和转录因子网络解析。

研究结果呈现三大发现：

NO产生与炎症标记物表达

Post在无LPS条件下即显示促炎效应，使NO产量提升2.1倍（p<0.001）。当与30/300 ng/mL LPS共处理时，这种效应被显著放大（交互作用p<0.001），但在3 ng/mL LPS时几乎消失。转录水平上，Post上调诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和IL-12b基因表达的模式与NO产量变化一致，提示存在转录后调控机制。

转录组重编程特征

多维标度分析显示，Post在0与3 ng/mL LPS组的转录谱高度相似（58%变异解释），而与300 ng/mL LPS组显著分离。差异表达基因(DEG)分析发现：无LPS时Post调控4236个基因（2790下调/1446上调），而300 ng/mL LPS时仅调控1302个基因（822下调/480上调），表明高剂量LPS会限制Post的转录调控广度。

通路与转录因子调控网络

KEGG分析揭示，Post在0/300 ng/mL LPS组共同激活Toll样受体、MAPK和RIG-I样受体信号通路（调整p<0.1）。关键转录因子呈现剂量特异性响应：300 ng/mL LPS时STAT2/SMAD3/IRF8表达显著增加（1.5-2.3倍），而在0/3 ng/mL LPS组则主要激活JUN/ZFP36L2（1.8-2.1倍）。免疫相关基因CCL20和CSF3在无LPS时表达增幅最大（4.1-5.3倍），可能通过招募免疫细胞放大炎症反应。

这项研究的重要价值在于：首次阐明乳酸菌后生元的免疫调节效果严格依赖环境中的病原刺激强度。当病原威胁显著（高LPS）时，Post通过STAT2/SMAD3/IRF8网络增强宿主防御；而在低病原压力下则通过JUN/ZFP36L2维持基础免疫监视。该发现为精准设计家禽免疫调节方案提供理论依据——在养殖实践中，需根据疾病流行强度调整Post添加策略。此外，研究建立的LPS剂量响应模型为后续饲料添加剂评价提供了新范式，提示单纯采用高浓度LPS的体外实验可能掩盖化合物的真实免疫调节特性。未来研究可进一步解析Post中特定代谢物（如吲哚-3-乳酸）与细胞壁成分的协同作用机制。