防御素是哺乳动物先天免疫的重要组成部分，不仅具有抑制病原菌和病毒的活性作用，还可参与免疫调节和信号传导等代谢生理活动。研究表明猪只表达β防御素，猪β防御素114（PBD114）广泛表达在猪的各个组织中，前期研究表明PBD114可增强肠道屏障，降低肠道炎症。深入研究PBD114的免疫调节功能及作用机制将有助于全面了解猪β防御素的生物学功能，为提高生猪免疫抗病力提供理论依据。
国家生猪技术创新中心营养与饲料研究院以猪肺泡巨噬细胞3D4/21为模型，深入研究PBD114的免疫调节活性及其作用机制。结果发现，PBD114细胞毒性和溶血性都比较低，PBD114能够激活3D4/21细胞免疫系统，增加炎症因子TNFα和IL-10的蛋白表达量，且随着PBD114浓度和时间的增加而增加（图1）。采用RNA-seq进一步分析100μg/ml PBD114处理细胞12 h后的基因表达（图2），发现PBD114显著增加细胞cxcl2、il1b、csf3、lif、il1a、dusp5、csf2、Nfkbiz、cish、bcl6b、Ccl22、TNF等1170个基因表达，显著降低Il2rb、Cd4、Cd2、Thy1、Ccr7等724个基因表达。KEGG-Pathway分类分析发现差异表达基因参与信号传导、免疫系统、病毒感染和癌症等生物代谢通路；KEGG-Pathway富集分析发现差异表达基因主要富集在TNF、MAPK、NF-κB和Toll样受体等信号通路上。众所周知，TNF、MAPK、NF-κB和Toll样受体信号通路是先天免疫的重要组成部分，能快速对外源致病因子进行响应，例如产生大量趋化因子和炎症因子、促进免疫细胞分化和成熟等，从而发挥防御作用。由此可见，PBD114可通过多种途径、多靶点发挥免疫调节功能，为深入认识PBD114免疫调节功能提供了重要的参考依据。
图1. PBD114诱导3D4/21细胞TNFα和IL-10蛋白表达
图2. PBD114引起的差异表达基因RNA-seq分析
注：A：差异表达基因数；B：差异表达基因火山图；C：差异表达基因热图；D：差异表达基因KEGG-Patyway分离图；E：差异表达基因KEGG-Patyway富集气泡图
