DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1746193
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41684539
تاريخ النشر: 2026-01-28
المؤلف: Shujing Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: إنترفيرون واستجابات المناعة
نظرة عامة
يتناول هذا القسم من ورقة البحث الدور الحاسم لمستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) في الاستجابة المناعية الفطرية ضد العدوى الفيروسية في الماشية، وخاصة في الخنازير والدواجن. تعتبر PRRs، بما في ذلك مستقبلات تشبه Toll (TLRs) ومُستقبلات تشبه RIG-I (RLRs) ومسار cGAS-STING، ضرورية لاكتشاف الأحماض النووية الفيروسية وبدء الاستجابات المضادة للفيروسات، مثل تنشيط مسارات NF-kB وIRF3/7. تسلط المراجعة الضوء على الاستجابات المناعية المحددة التي تثيرها هذه المستقبلات ضد الفيروسات ذات الأهمية الاقتصادية، بما في ذلك فيروس متلازمة التكاثر والتنفس في الخنازير (PRRSV) وفيروس حمى الخنازير الأفريقية (ASFV) وفيروس إنفلونزا الطيور (AIV) وفيروس نيوكاسل (NDV). كما تتناول الآليات التي من خلالها تنشط PRRs الاستجابات المتوسطة بواسطة الإنترفيرون والاستراتيجيات التي تستخدمها الفيروسات لتفادي الاكتشاف.
تؤكد الخاتمة على الدور المزدوج لمستقبلات PRRs في بدء الآليات المضادة للفيروسات المبكرة وتشكيل الاستجابات المناعية التكيفية، مما يجعلها أهدافًا واعدة لتطوير اللقاحات والعلاجات المضادة للفيروسات في الماشية. تشير إلى التقدم الكبير في فهم شبكة PRR في الخنازير، حيث تم تحديد مستقبلات محددة لفيروسات RNA وDNA. ومع ذلك، توجد اختلافات ملحوظة في ملفات تعريف PRR للأنواع الطيور، حيث تفتقر الدجاج إلى بعض المستقبلات التي تحد من استجاباتها المناعية الفطرية. تدعو الورقة إلى مزيد من البحث لمعالجة الفجوات المعرفية الحالية، خاصة فيما يتعلق بتعبير PRR المحدد للأنسجة ودور المعدلات في إشارات PRR. وتدعو إلى استخدام منهجيات بحث متقدمة، مثل تسلسل RNA على مستوى الخلية الواحدة والدراسات المقارنة، لتعزيز فهمنا لبيولوجيا PRR وتحسين استراتيجيات الوقاية من الأمراض في الماشية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التحديات الكبيرة التي تطرحها الأمراض الفيروسية في الماشية، وخاصة في الخنازير والدواجن، والتي تهدد صحة الحيوانات واستدامة الزراعة والاقتصاد العالمي. يتم الإشارة إلى مسببات الأمراض الرئيسية مثل فيروس متلازمة التكاثر والتنفس في الخنازير (PRRSV) وفيروس حمى الخنازير الأفريقية (ASFV) وفيروس إنفلونزا الطيور (AIV) وفيروس نيوكاسل (NDV) التي تسبب أمراضًا شديدة وخسائر مالية على الرغم من وجود تدابير التطعيم والأمان الحيوي. تعقد معدلات الطفرات العالية لفيروسات RNA واستراتيجياتها لتفادي المناعة جهود السيطرة على المدى الطويل.
يعمل النظام المناعي الفطري كخط الدفاع الأول ضد هذه العدوى الفيروسية، حيث تلعب مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) دورًا حاسمًا في اكتشاف الأحماض النووية الفيروسية وبدء الاستجابات المضادة للفيروسات. تناقش الورقة عائلات PRR المتميزة، بما في ذلك مستقبلات تشبه Toll (TLRs) ومُستقبلات تشبه الجين I القابل للتحفيز بواسطة حمض الريتينويك (RLRs) ومسار cGAS-STING، مع التأكيد على مساهماتها المتنوعة في المناعة المضادة للفيروسات في الخنازير والدواجن. تهدف المراجعة بشكل ملحوظ إلى تلخيص أدوار هذه PRRs في الاستجابة لمسببات الأمراض الفيروسية المحددة، وتكتيكاتها لتفادي المناعة، والاختلافات في آليات الإشارة عبر الأنواع. من خلال معالجة الفجوات المعرفية الحالية والاتجاهات البحثية المستقبلية، يسعى المؤلفون إلى إبلاغ تطوير استراتيجيات مضادة للفيروسات مبتكرة تستفيد من المناعة الفطرية لتعزيز صحة الماشية واستدامة الإنتاج.
مناقشة
في مناقشة الورقة، يستكشف المؤلفون تصنيف وآليات مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) في المناعة الفطرية المضادة للفيروسات في الماشية، مع التركيز على الخنازير والدواجن. تعتبر PRRs، بما في ذلك مستقبلات تشبه Toll (TLRs) ومُستقبلات تشبه RIG-I (RLRs) ومسار cGAS-STING، ضرورية لاكتشاف مسببات الأمراض الفيروسية. تسلط الدراسة الضوء على الاختلافات الكبيرة المحددة للأنواع في مجموعات جينات PRR، مشيرة بشكل خاص إلى أن الخنازير تمتلك نظام RLR كامل (RIG-I وMDA5 وLGP2)، بينما تفتقر الدجاج إلى RIG-I الوظيفي، معتمدة بشكل رئيسي على MDA5 لاكتشاف RNA. تسهم هذه الاختلافات في وظيفة المستقبلات في تفاوت القابلية للفيروسات والاستجابات المناعية بين الأنواع.
تتفصل الورقة أيضًا في مسارات الإشارة التي تنشطها هذه PRRs، مثل NF-kB وIRF3/IRF7، والتي تعتبر ضرورية لإنتاج الإنترفيرون من النوع الأول وتنظيم الاستجابات المضادة للفيروسات. يؤكد المؤلفون على التكيفات التطورية في هذه المسارات، والتي تعكس استراتيجيات المناعة المحددة للأنواع. على سبيل المثال، بينما تظهر الخنازير نظام RIG-I/MDA5 المزدوج لاكتشاف RNA الفيروسي بدقة، تعتمد الدجاج بشكل كبير على MDA5، مما يؤدي إلى اختلافات في استجاباتها تجاه العدوى الفيروسية. بالإضافة إلى ذلك، تتناول المناقشة تكتيكات تفادي المناعة التي تستخدمها الفيروسات، والتي تستهدف غالبًا مسارات إشارة PRR لقمع الاستجابات المناعية للمضيف. إن فهم هذه الآليات لا يسلط الضوء فقط على مسببات الأمراض الفيروسية ولكن أيضًا يُعلم تطوير استراتيجيات مضادة للفيروسات المستهدفة واللقاحات في الماشية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1746193
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41684539
Publication Date: 2026-01-28
Author(s): Shujing Liu et al.
Primary Topic: interferon and immune responses
Overview
This section of the research paper discusses the critical role of pattern recognition receptors (PRRs) in the innate immune response against viral infections in livestock, particularly in pigs and poultry. PRRs, including Toll-like receptors (TLRs), RIG-I-like receptors (RLRs), and the cGAS-STING pathway, are essential for detecting viral nucleic acids and initiating antiviral responses, such as the activation of NF-kB and IRF3/7 pathways. The review highlights the specific immune responses elicited by these receptors against economically significant viruses, including porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), African swine fever virus (ASFV), avian influenza virus (AIV), and Newcastle disease virus (NDV). It also addresses the mechanisms by which PRRs activate interferon-mediated responses and the strategies employed by viruses to evade detection.
The conclusion emphasizes the dual role of PRRs in initiating early antiviral mechanisms and shaping adaptive immune responses, making them promising targets for vaccine and antiviral development in livestock. It notes significant progress in understanding the PRR network in pigs, where specific receptors have been identified for RNA and DNA viruses. However, notable differences exist in the PRR profiles of avian species, with chickens lacking certain receptors that limit their innate immune responses. The paper calls for further research to address existing knowledge gaps, particularly regarding tissue-specific PRR expression and the role of modulators in PRR signaling. It advocates for the use of advanced research methodologies, such as single-cell RNA sequencing and comparative studies, to enhance our understanding of PRR biology and improve disease prevention strategies in livestock.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significant challenges posed by viral diseases in livestock, particularly in swine and poultry, which threaten animal health, agricultural sustainability, and the global economy. Key pathogens such as the porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), African swine fever virus (ASFV), avian influenza virus (AIV), and Newcastle disease virus (NDV) are noted for causing severe illness and financial losses despite existing vaccination and biosecurity measures. The high mutation rates of RNA viruses and their immune evasion strategies complicate long-term control efforts.
The innate immune system serves as the first line of defense against these viral infections, with pattern recognition receptors (PRRs) playing a crucial role in detecting viral nucleic acids and initiating antiviral responses. The paper discusses the distinct PRR families, including Toll-like receptors (TLRs), retinoic acid-inducible gene I-like receptors (RLRs), and the cGAS-STING pathway, emphasizing their varying contributions to antiviral immunity in pigs and poultry. Notably, the review aims to systematically summarize the roles of these PRRs in response to specific viral pathogens, their immune evasion tactics, and the differences in signaling mechanisms across species. By addressing current knowledge gaps and future research directions, the authors seek to inform the development of innovative antiviral strategies that leverage innate immunity to enhance livestock health and production sustainability.
Discussion
In the discussion of the paper, the authors explore the classification and mechanisms of pattern recognition receptors (PRRs) in livestock antiviral innate immunity, focusing on pigs and poultry. PRRs, including Toll-like receptors (TLRs), RIG-I-like receptors (RLRs), and the cGAS-STING pathway, are crucial for detecting viral pathogens. The study highlights significant species-specific differences in PRR gene repertoires, particularly noting that pigs possess a complete RLR system (RIG-I, MDA5, LGP2), while chickens lack functional RIG-I, relying mainly on MDA5 for RNA sensing. This divergence in receptor functionality contributes to varying antiviral susceptibilities and immune responses among species.
The paper further details the signaling pathways activated by these PRRs, such as NF-kB and IRF3/IRF7, which are essential for type I interferon production and the orchestration of antiviral responses. The authors emphasize the evolutionary adaptations in these pathways, which reflect species-specific immune strategies. For instance, while pigs exhibit a dual RIG-I/MDA5 system for nuanced viral RNA detection, chickens depend heavily on MDA5, leading to differences in their responses to viral infections. Additionally, the discussion addresses the immune evasion tactics employed by viruses, which often target PRR signaling pathways to suppress host immune responses. Understanding these mechanisms not only sheds light on viral pathogenesis but also informs the development of targeted antiviral strategies and vaccines in livestock.