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# 生物学 # 免疫学

PEDウイルスと戦う:子豚への脅威

PEDウイルスが子豚に与える影響や免疫反応を理解することで、農家はこの問題に対抗できるんだ。

C. López-Figueroa, E. Cano, N. Navarro, M. Pérez, R. López, K. Skovgaard, H. Vorsholt, P.M.H. Heegaard, J. Vergara-Alert, J. Segalés

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子豚のPEDウイルス対策 子豚のPEDウイルス対策 新しい知見が、命を救うかもしれない。 子豚のPEDウイルスに対する免疫に関する
目次

豚流行性下痢(PED)ウイルスは、主に豚に影響を与える厄介なウイルスだよ。これはコロナウイルスというウイルスのグループに属していて、動物や人間に問題を引き起こすことで知られてる。特に急性の段階では、豚に深刻な腸の問題を引き起こすから、かなり困ったものなんだ。詳しく見ていこう。

PEDウイルスって?

PEDウイルスは、特に幼い豚に重い消化器系の問題を引き起こすよ。感染すると、子豚は水っぽい下痢と脱水症状を起こして、高い死亡率につながることがある。特に新生子豚は、死亡率がほぼ100%に達することもあるから、かなり心配だね。一方で、成長した離乳豚はウイルスには強いみたい。

子豚にはどう影響するの?

新生子豚は未発達な体だから、より脆弱なんだ。未熟な腸や弱い免疫反応のせいで、このウイルスに対抗するのが大変なんだよ。研究者たちは、ウイルスの作用だけじゃなくて、子豚の体がどう反応するかも大事だって考えてる。

ウイルスの種類については、いろんな系統があって、厄介さの度合いが違うんだ。一般的に、特定の遺伝子の変化を持つ系統は、他のものよりも有害なんだ。

免疫反応の重要性

豚の免疫システムは、PEDウイルスに対する最初の防衛線なんだ。ウイルスが子豚に侵入すると、体は自然免疫と獲得免疫という二つの防衛機構を使って反撃しようとするよ。

自然免疫反応は、即効性がある部隊みたいなもので、ウイルスの侵入にすぐに対応しようと免疫細胞や分子を使う。これには、体が作る警告を発するタンパク質であるインターフェロンや、他の免疫細胞に指示を送るメッセージのようなサイトカインが含まれてる。

インターフェロンの役割

インターフェロンは特に面白い存在だよ。免疫反応のスーパーヒーローみたいなもので、ウイルスの増殖と広がりを防ぐのを助けるんだ。いろんなタイプのインターフェロンがあって、特にタイプIIIのものは、子豚たちの腸のバリアを守るのに重要なんだ。PEDウイルスが腸を攻撃するから、これはめっちゃ大事なことなんだよ。

離乳豚は免疫反応が強いけど、新生子豚は苦労する。これの違いが、なぜ一部の子豚が他よりも病気になるのかを理解するのに重要なんだ。

年齢による違い

子豚にはいろんな年齢の子がいて、その年齢がPEDウイルスへの対処に大きな違いをもたらすよ。新生子豚(本当に若い子たち)は、ウイルスに対して特に深刻な影響を受けやすいんだ。体重減少や下痢といった重い病気の兆候を見せることがあるよ。

一方で、成長した離乳豚は、かなりしっかりした反応を示すんだ。あまり病気にならず、たとえ病気になっても、重症化することは少ない感じ。これらの年長の子豚は、若い兄弟から学んだことがあるか、もしくはただ装甲がしっかりしてるのかもね。

研究者たちのアプローチ

研究者たちは、なぜ年齢がそんなに重要なのか知りたがってる。PEDウイルスに感染した異なる年齢の子豚の免疫反応を調べていて、特定の遺伝子の発現を確認することで、子豚の体がどう反応するかを見てるよ。

その結果、離乳豚は新生子豚に比べてウイルスと戦うのを助ける遺伝子の発現が遥かに高いことがわかったんだ。つまり、年長の子豚はこの厄介な侵入者に対する防御を強化するのが得意なんだ!

実験:何が起こった?

反応の違いを理解するために、研究者たちは異なる年齢の子豚を使った実験を設定したよ。彼らは、より毒性の強い系統(悪い方)と、そうでもない系統の二つのPEDウイルスを使ったんだ。48時間の間に子豚たちがどう反応するかを観察したよ。

臨床観察

実験中に、新生子豚は体重が減り、下痢に悩まされることに気づいた。体重減少は特に厳しい系統に感染した子豚で統計的に顕著だった。一方で、年長の子豚は感染しても体重が増えたように見えて、感染にうまく対処できている兆候を示したんだ。

腸の損傷と免疫反応

研究者たちは、ウイルスがどれほど腸にダメージを与えたかを詳しく調べたよ。どちらの系統のウイルスも、新生子豚の腸の壁が薄くなり、腸内に液体がたまる結果を引き起こしたことがわかった。これは特に驚くべきことで、ウイルスが彼らの消化器系に重大な害を与えていることを示している。

抗体の役割

感染を撃退するために、免疫システムは抗体を産生するんだ。研究者たちは、PEDウイルスや他の豚に影響を与えるウイルスに対する抗体の存在を測定し、子豚たちがこれまでに感染したことがないことを確認したんだ。彼らは、急性期の感染中に自然免疫反応が重要であることを発見したよ。

病理学的所見

48時間後、すべての子豚は組織の損傷を調べるために安楽死させられた。驚くべきことに、両方の系統のウイルスが腸内で増殖していたけど、二つの系統による損傷の重症度に顕著な違いはなかった。

ウイルス量と排出

ウイルス量は、子豚の体内にどれだけウイルスが存在するかを示すから重要なんだ。研究者たちは、若い子豚と年長の子豚の腸や糞便内のPEDウイルスの量が似ていることを見つけた。しかし、若い子豚はより毒性の強い系統に対して高いウイルス量を経験していたよ。

異なる子豚グループの間でウイルスの量に顕著な違いがなかったことも興味深くて、若い子豚と年長の子豚がウイルス感染をどう管理するかについての新しい疑問を生じさせるんだ。

免疫システムの働き

離乳豚の免疫システムはウイルスの増殖を抑えるのにうまく機能したんだ。つまり、感染に対する反応が早くて効果的だったってこと。

サイトカイン反応の違い

これらの免疫反応には、特定のサイトカインの発現を含むさまざまな要因が関わっていたよ。二つのグループのサイトカイン反応は大きく違っていて、年長の子豚はより多くの炎症促進信号を生成していた。一方、新生子豚はより控えめな反応を示して、実際には抗炎症信号を多く生成する傾向にあった。ウイルスに立ち向かう時には、あまり望ましくない反応だね。

結論:学んだこと

これらから何を学ぶかって?PEDウイルスは豚農家にとって深刻な問題で、異なる年齢の子豚における免疫の働きを理解することが、より良い治療法の開発に役立つよ。

ウイルスを完全に止めることはできないかもしれないけど、どの年齢層がより影響を受けやすいかを知ることは、農家にとって重要な情報になるはず。新生子豚の免疫システムをサポートすることに焦点を当てれば、可能性として多くの命を救い、この厄介なウイルスの広がりを防ぐことができるかもしれないね。

要するに、発達がカギで、若ければ若いほど、この巧妙なウイルスには簡単にやられちゃうってこと。次に子豚を思い浮かべるときは、可愛いし無邪気に見えるけど、実は最初から深刻なウイルスの敵と戦ってることを思い出してね!

オリジナルソース

タイトル: The role of innate immune responses against two strains of PEDV (S INDEL and non-S INDEL) in newborn and weaned piglets inoculated by combined orogastric and intranasal routes

概要: Porcine epidemic diarrhea (PED) is a severe gastrointestinal disease in swine caused by PED virus (PEDV), leading to significant economic losses worldwide. Newborn piglets are especially vulnerable, with nearly 100% mortality, unlike older pigs. Disease severity also varies depending on the PEDV strain, with non-S INDEL strains being more virulent than S INDEL ones. This study examined early pathogenesis and innate immunity in 1-week-old suckling and 5- week-old weaned piglets (n=8 per age group, 4 per strain) inoculated with S INDEL or non-S INDEL PEDV strains via combined orogastric and intranasal route. Age-matched negative controls (n=3 per age group) were included. Body weight, temperature, and clinical signs were monitored for 48 hours post-inoculation (hpi). PEDV RNA levels were assessed in rectal swabs (RS) at 0 and 48 hpi, while pathological analyses and viral RNA loads were measured in jejunal content and intestinal mucosa. Gene expression of 75 selected antiviral and inflammatory genes were measured in laser capture microdissection (LCM)-derived jejunal samples using microfluidic qPCR at 48 hpi. Suckling piglets showed severe clinical signs, while weaned piglets were mostly asymptomatic at 48 hpi. In general, clinical signs and lesions in suckling piglets were similar, regardless of the PEDV strain. Both viral strains produced comparable viral RNA loads in the small intestine and feces, as well as consistent villous atrophy and fusion across age groups. In LCM-derived jejunal samples, weaned piglets had higher expression of antiviral genes (type I/III interferons, ISGs) and Th1/Th17 pro-inflammatory genes, particularly with the non-S INDEL strain. Conversely, the anti-inflammatory cytokine IL-10 was overexpressed in suckling compared to weaned piglets for both strains. Overall, PEDV-induced intestinal damage, viral replication, and excretion were similar regardless of viral strain or piglet age. The reduced clinical severity in weaned piglets may result from their stronger intestinal antiviral and pro-inflammatory response. AUTHOR SUMMARYPorcine epidemic diarrhea virus (PEDV) is the causative agent of a major gastrointestinal disease in piglets worldwide, characterized by severe watery diarrhea. The disease is particularly devastating in newborn piglets, especially when caused by non-S INDEL PEDV strains, while weaned piglets demonstrate resistance regardless of the strain. In this study, during the acute infection phase (48 hpi), both highly virulent non-S INDEL and less virulent S INDEL strains caused comparable intestinal atrophy, viral replication in the intestine, and viral loads in feces in both weaned and suckling piglets. However, weaned piglets mounted a robust antiviral response involving type I and III interferons (IFNs) and the induction of Th1- and Th17-related pro-inflammatory responses in the intestinal mucosa. Additionally, interferon-stimulated genes (ISGs) were broadly upregulated across the intestinal mucosa of weaned piglets in response to both PEDV strains. In contrast, suckling piglets exhibited a weaker innate immune response, coinciding with more severe clinical signs. The observed inverse relationship between disease severity and intestinal innate immune activation highlights the potential role of IFNs, ISGs, and pro-inflammatory cytokines in mitigating PEDV severity and underscores their relevance in developing novel pharmacological prevention strategies.

著者: C. López-Figueroa, E. Cano, N. Navarro, M. Pérez, R. López, K. Skovgaard, H. Vorsholt, P.M.H. Heegaard, J. Vergara-Alert, J. Segalés

最終更新: 2024-12-22 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629601

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629601.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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