宿主防御肽是生物体内一类重要的效应分子,其高效而广谱的抗菌活性及免疫调控能力使其在免疫系统中起着重要作用。宿主防御肽能通过正负电荷直接结合并消灭病原物质,因此病原物质很难对它们产生抗性。在家禽生产中,动物受到多种病原物质的困扰,而长期低剂量抗生素的使用在减少疾病发生的同时产生了一系列的耐药菌株。因此,内源性宿主防御肽可能是一种潜在的抗生素替代品。本研究以家禽宿主防御肽为研究对象。首先,在17种具有代表性的鸟类中对禽β-防御素进行了序列预测,及跨物种分析。接着,以家鸡HD11巨噬细胞系、外周血单个核细胞以及空肠外植体为模型,探索1,25（OH）₂D₃和丁酸对禽宿主防御肽的诱导表达效果及协同效应。然后,为了从基因表达水平上解释1,25（OH）₂D₃、丁酸及其协同诱导宿主防御肽表达的分子机制,我们对不同处理下的HD11细胞系进行了转录组测序。最后,在HD11细胞系中添加多种通路抑制剂探索相关通路和蛋白在1,25（OH）₂D₃、丁酸及其协同诱导家禽宿主防御肽中发挥的的作用。其主要试验结果如下:1)从17个具有代表性的鸟类全基因组中鉴定出了 259个新的禽β-防御素基因。在每个物种中,禽β-防御素基因都有相似的线性关系。系统发生关系分析表明,13个主要的禽β-防御素亚家族在鸟类分化之前就已经存在,且部分爬行动物中的β-防御素是禽β-防御素的直系同源基因。在鸟类中,AvBD1和AvBD3基因家族成员数目的扩增具有物种特异性。除此之外,多个禽β-防御素基因亚家族中发现了正向选择位点。2)1,25（OH）₂D₃和丁酸在禽宿主防御肽的诱导表达中具有极强的协同效应。在HD11细胞系中,10-8 M的1,25（OH）₂D₃和2 mM的丁酸分别能使AvBD9的表达量提高大约2.5倍和600倍,而同时添加两者能使AvBD9的表达量提高到4900倍。类似的结果同样在外周血单个核细胞以及空肠外植体中观测到。除AvBD9外,1,25（OH）₂D₃和丁酸对多种宿主防御肽的诱导表达均有协同作用。除此之外,1,25（OH）₂D₃和丁酸还能抑制LPS刺激引起的细胞因子IL-1β的表达。综上结果表明,联合使用1,25（OH）₂D₃和丁酸可能是一种潜在的抗生素替代物,它们能在增强机体免疫力的同时减少炎性反应。3)与对照组相比,10-8M的1,25（OH）₂D₃、2mM 丁酸以及同时添加二者处理能分别引起132、4,670和4,777个基因出现显著差异表达,这些显著差异表达基因涉及多种功能和信号通路。其中FOS和SMAD3两个转录调控因子对1,25（OH）₂D₃和丁酸处理表现出极强的协同效应,分析它们所处的KEGG通路并结合基因差异表达分析后,我们猜测在HD11细胞系中,1,25（OH）₂D₃和丁酸对家禽宿主防御肽的诱导表达的协同效应可能是通过MAPK和TGF-β信号通路来实现的。4)抑制MAPK信号通路中的ERK子通路将显著提升AvBD9在丁酸和1,25（OH）₂D₃加丁酸处理下的表达量,而抑制TGF-β将导致丁酸和1,25（OH）₂D₃加丁酸处理下AvBD9的表达量显著降低。同时,抑制NF-κB、P38、JNK以及PKA信号通路也能显著降低1,25（OH）₂D₃及丁酸对宿主防御肽的诱导能力。此外,除了 ERK和TGF-β信号通路外,NF-κB、P38、JNK和PKA信号通路也参与了 1,25（OH）₂D₃和丁酸协对禽宿主防御肽表达的诱导。禽β-防御素的鉴定和跨物种分析为进一步了解禽先天性免疫系统以及利用禽β-防御素开发新药物提供了便利。同时,1,25（OH）₂D₃和丁酸对内源性宿主防御肽的诱导及其协同效应为家禽抗生素替代品的开发提供了可行性。总而言之,本研究结果为家禽宿主防御肽的利用以及抗生素替代品的开发奠定了理论基础。