Generation of DFNA5-deficient chickens reveals a species-specific role of pyroptosis in avian antiviral immunity.

چکیده اصلی

The global burden of viral diseases in both humans and agricultural animals is exacerbated by dysregulated inflammatory cell death and cytokine storms. Pyroptosis, executed by gasdermin family proteins, is a key driver of this pathology, yet its functional conservation and therapeutic targeting in avian species remain critically unexplored. Here, we establish the first germline-edited heterozygous DFNA5-mutant chicken model using primordial germ cell mediated genome editing. We demonstrate that genetic disruption of DFNA5 markedly attenuates Raptinal-induced pyroptosis and reduces IL-1β and IL-18 secretion. Using an optimized adenoviral dual-sgRNA delivery system, we successfully generated chimeric chickens with stable germline transmission of a frameshift deletion in DFNA5. Notably, DFNA5 deficiency is associated with reduced expression of the viral gp85 gene following avian leukosis virus subgroup J (ALV-J) infection. Mechanistically, transcriptome analysis reveals that downregulated genes in ALV-J-infected DFNA5-mutant cells are enriched in apoptosis and NOD-like receptor signaling pathways, while upregulated genes are associated with cell adhesion, extracellular matrix organization, and homeostatic pathways, suggesting a possible shift from pyroptotic inflammation toward cellular integrity and repair. This work provides genetic evidence that a possible association between DFNA5-mediated pyroptotic responses and establishes a genetic strategy for poultry disease resistance research and for understanding host-virus evolution and viral-induced inflammatory pathologies across vertebrates.

ترجمه فارسی چکیده

بار جهانی بیماری‌های ویروسی در انسان‌ها و حیوانات کشاورزی با تنظیم نادرست مرگ سلول‌های التهابی و طوفان‌های سیتوکین تشدید می‌شود. پیروپتوز، که توسط پروتئین‌های خانواده گسدرمین اجرا می‌شود، یک موتور کلیدی از این پاتولوژی است، اما نقش حفظ عملکردی و هدف‌گیری درمانی آن در گونه‌های پرنده به طور بحرانی بررسی نشده است. در اینجا، ما اولین مدل مرغ جهش‌یافته نیمه‌شخص (heterozygous) جهش‌یافته در ژن DFNA5 را با استفاده از ویرایش ژنوم mediated توسط سلول‌های جنینی اولیه ایجاد می‌کنیم. ما نشان می‌دهیم که نقص ژنتیکی DFNA5 به طور قابل توجهی پیروپتوز القا شده توسط Raptinal را کاهش می‌دهد و ترشح IL-1β و IL-18 را کاهش می‌دهد. با استفاده از یک سیستم تحویل دو sgRNA آدنوویروس بهینه‌سازی شده، ما موفق به تولید مرغ‌های چیمریک با انتقال ژنتیکی پایدار حذف فریم‌شیفت در DFNA5 شدیم. به طور قابل توجهی، کمبود DFNA5 با کاهش بیان ژن ویروسی gp85 پس از عفونت ویروس لنفوم پرنده زیرگروه J (ALV-J) مرتبط است. مکانیکاً، تحلیل ترنسکریپتوم نشان می‌دهد که ژن‌های کاهش‌یافته در سلول‌های مبتلا به ALV-J در مدل جهش‌یافته DFNA5 در مسیرهای سیگنال‌دهی NOD-like receptor و آپوپتوز غنی هستند، در حالی که ژن‌های افزایش‌یافته با چسبندگی سلولی، سازماندهی ماتریس خارجی و مسیرهای هموستاتیک مرتبط هستند، که نشان‌دهنده یک تغییر احتمالی از التهاب پیروپتوز به یکپارچگی سلولی و ترمیم است. این کار شواهد ژنتیکی ارائه می‌کند که یک ارتباط احتمالی بین پاسخ‌های پیروپتوز mediated توسط DFNA5 و استقرار یک استراتژی ژنتیکی برای تحقیق مقاومت بیماری‌های طیور و درک تکامل میزبان-ویروس و پاتولوژی‌های التهابی ناشی از ویروس در طی vertebrates است.

متن کامل اصلی