Die Rolle intestinaler microRNAs und ihrer Zielgene in der postnatalen Darmentwicklung von Ferkeln insbesondere während der Absetzphase und nach Pathogen- sowie Probiotika-Pathogen-Exposition

• Applicant: Privatdozent Dr. Soroush Sharbati
• Subject Area: Animal Breeding, Animal Nutrition, Animal Husbandry
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 134123672

Es ist wenig bekannt über die Genregulation bei der postnatalen Darmentwicklung des Schweins. In diesem Projekt soll die Rolle regulatorischer microRNAs (miRNAs) und der durch sie beeinflussten Gene bei der postnatalen Darmentwicklung in Ferkeln untersucht werden, wobei die Absetzphase besonders gewichtet wird. Dieser Zeitraum ist von zentraler physiologischer Relevanz, da während dieser Periode die Ferkel massiv neuen Antigenen ausgesetzt werden. Hierbei muss das mukosale Immunsystem zwischen harmlosen und Pathogen-assoziierten Antigenen unterscheiden. Diese Vorgänge resultieren häufig in extreme Empfindlichkeit der Ferkel. Um diese entwicklungsabhängigen zellulären Prozesse besser verstehen zu können sollen in der Phase 7-56 Tage nach der Geburt von Ferkeln Expressionsprofile von miRNAs und ihren Zielgenen im Ileum und Colon ascendens erstellt werden. Die gemeinsame Analyse beider Expressionshierarchien dient dazu potenzielle Kandidaten von regulatorischen miRNAs und der durch sie regulierten Stoffwechsel- und Signaltransduktionswege zu identifizieren. Um Pathogenassoziierte Reaktionen der Tiere während der Absetzphase zu studieren, werden die erhaltenen Daten mit betreffenden Expressionsprofilen von Ferkeln verglichen, die nach dem Absetzen mit Salmonella typhimurium infiziert wurden. Zusätzlich soll der protektive Einfluss eines kommerziell eingesetzten probiotischen Bakteriums (Enterococcus faecium) während einer artifiziellen Salmonelleninfektion in der Absetzphase ermittelt werden. Weiterführend bietet dieses Projekt die Möglichkeit generelle Regulationen zellulärer Vorgänge im Darmgewebe (z.B. mukosale Immunantwort) zu studieren und neue Therapie-Ansatzpunkte im Bereich der Ferkelhaltung zu erschließen. Wichtige Grundlage für die hier vorgeschlagenen Arbeiten sind die uns schon vorliegenden intestinalen Gewebeproben aus einem umfangreichen Probiotika- bzw. Challenge-Fütterungsversuch (Forschergruppe FOR 438 „Integrative Analyse der Wirkmechanismen von Probiotika beim Schwein“). Die hier zu erwartenden Forschungsergebnisse am gewählten Ferkelmodell lassen auch neue Ansätze in der Behandlung von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) des Menschen erhoffen.Folgende Untersuchungen sollen durchgeführt werden:1.) Generelle erste Identifizierung der miRNA-Sequenzen aus porcinen Intestinalproben anhand neuartiger „Deep Sequencing“ Methoden und Erfassung ihrer evolutiven Konservierung2.) Erfassung der miRNA- und mRNA-Expressionsprofile anhand von Microarray- Experimenten sowie korrelative Signalweg-Analyse zur Ermittlung potenzieller Zielgene während der postnatalen Darmentwicklung insbesondere nach Pathogen- bzw. Pathogen-Probiotika-Interaktion während der Absetzphase.3.) Validierung und Quantifizierung ausgewählter Kandidatengene (miRNAs und Protein-kodierende Gene) mittels real-time RT-PCR, sowie deren Lokalisation mittels in situ Hybridisierung (miRNAs) und Immunhistochemie (mRNA).4.) Ausgewählte in vivo Expressions-Daten werden durch Funktionsanalysen (Mimic/Reporter-Assays) in einem in vitro Schweinedarm-Zellmodell (Zelllinie IPEC-J2) verifiziert.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Ralf Einspanier