セレン欠乏症は、豚小腸の小胞体ストレスによってアポトーシスを引き起こします

セレン（SE）は、腸の健康に重要な役割を果たします。ただし、SEの欠陥が腸の損傷を引き起こす特定のメカニズムは不明のままです。この研究は、SE欠乏がERストレスを引き起こし、豚小腸のアポトーシスを誘発する可能性があるかどうかを調査することでした。in vivoおよび腸上皮（IPEC-J2）細胞SE欠乏症モデルでin vivoでSE欠乏豚モデルを確立しました。形態学的観察の結果は、SE欠乏症が腸絨毛の構造的損傷とゴブレット細胞構造の減少を引き起こしたことを示した。IPEC-J2細胞では、核小体凝縮、ミトコンドリアの腫れ、アポトーシス体などのアポトーシス特性が観察されました。アクリジンオレンジ/臭化エチジウムおよびミトコンドリア膜の結果は、in vitroでの潜在的な蛍光染色を示したことで、コントロールグループよりもSE欠損群よりも多くのアポトーシス細胞があることが示されました。BAX、BCL-2、カスパーゼ3、カスパーゼ8、カスパーゼ9、CYTC、PERK、ATF6、IRE、XBP1、CHOP、GRP78のタンパク質および/またはmRNA発現レベルは、ERストレスアポトーシス経路に関連していました。in vivoおよびin vitroでの対照群と比較して、SE欠損群で増加した。これらの結果は、SE欠乏がERストレスを誘発し、豚小腸およびIPEC-J2細胞のアポトーシスを増加させ、豚小腸組織の損傷を引き起こすことを示しています。その上、私たちの実験での遺伝子発現の結果は、SE欠乏によって誘発されるERストレスがアポトーシスを促進したことを証明しました。これらの結果は、豚のSE欠乏誘発腸損傷のメカニズムの空白を満たしました。

Selenium (Se) plays a crucial role in intestinal health. However, the specific mechanism by which deficiency of Se causes intestinal damage remains unclear. This study was to explore whether Se deficiency can cause ER stress and induce apoptosis in swine small intestine. We established the Se deficiency swine model in vivo and the intestinal epithelial (IPEC-J2) cell Se deficiency model in vitro. The results of morphological observation showed that Se deficiency caused structural damage in intestinal villi and the decrease of goblet cell structure. The apoptotic characteristics such as nucleolar condensation, mitochondrial swelling, and apoptotic bodies were observed in the IPEC-J2 cells. The results of acridine orange/ethidium bromide and mitochondrial membrane potential fluorescence staining in vitro showed that there were more apoptotic cells in the Se-deficiency group than that in the control group. The protein and/or mRNA expression levels of Bax, Bcl-2, caspase 3, caspase 8, caspase 9, cytc, PERK, ATF6, IRE, XBP1, CHOP, GRP78, which are related to ER stress-apoptosis pathway, were significantly increased in the Se-deficient group which compared with the control group in vivo and in vitro were consistent. These results indicated that Se deficiency induced ER stress and increased the apoptosis in swine small intestine and IPEC-J2 cells and then caused the damage in swine small intestinal tissue. Besides, the results of gene expressions in our experiment proved that ER stress induced by Se deficiency promoted apoptosis. These results filled the blank in the mechanism of Se deficiency-induced intestinal injury in swine.