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20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone,20E)是蜕皮和变态活动中的重要调控激素,同时也参与调控昆虫抵御病原入侵的多种免疫反应,如血细胞参与的吞噬和包囊反应。吞噬是单个血细胞针对较小病原物(如细菌、真菌等)的清除,而包囊则是针对较大的病原物(如寄生蜂的卵、病原线虫等)的清除。吞噬和包囊反应第一步也是最重要的一步就是对病原入侵物的识别和对血细胞的招募,一般由模式识别蛋白(Pattern recognition protein,PRP),如 C 型凝集素(C-type lectin,CTL)所介导。除了招募血细胞到入侵物的表面,包囊反应还需要随后的浆细胞转变为粘附状态,一层一层地包裹在入侵物的外围,形成多细胞囊鞘。生长阻滞肽(Growth-blocking peptide,GBP)可以促进浆细胞从非粘附(圆球形)状态转变为粘附(延展形)状态。然而,目前对20E调控先天免疫,尤其是细胞免疫(如吞噬、包囊等)的分子机理并不清楚。本研究中,我们以棉铃虫(Helicoverpa armigera)的一个PRP(HaCTL3),以及两个GBP-binding protein(HaGBPB1和HaGBPB2)为研究对象,探究它们在细胞免疫(吞噬和包囊)中的功能,以及20E对细胞免疫的调控机制。通过使用Western blot、免疫细胞化学、蛋白体外活性分析、RNAi和等温滴定量热法(ITC)等实验方法,我们得到如下结果:1.HaCTL3在变态期的脂肪体、血细胞和血浆中上调表达,且20E诱导和凝胶珠(beads)刺激均上调HaCTL3的表达;上调的HaCTL3促进血细胞介导的吞噬和包囊反应,且Haβ-integrin促进HaCTL3介导的吞噬反应。2.HaGBPBl和HaGBPB2在变态期的血浆中上调表达,且20E诱导和bead刺激促进了 HaGBPB1和HaGBPB2至少部分从类绛色细胞释放到血浆中;HaGBPB1的N-端,而不是C-端结构域,负责与HaGBP结合,并抑制血细胞包囊反应。综上,我们发现PRP(HaCTL3)介导20E信号对血细胞进行招募,从而促进了吞噬和包囊反应。HaGBPB通过结合并清除血淋巴中过多的HaGBP,从而介导20E信号抑制浆细胞的延展和血细胞的包囊。由此可见,20E对细胞免疫的各个环节都存在调控作用,既可以通过调控PRP的表达迅速地起始包囊反应以应对外界病原物的入侵,又可以通过20E调控GBPB的释放,快速抑制GBP介导的浆细胞延展和血细胞包囊,以防止过度刺激浆细胞,对机体造成损害。本研究加深了我们对20E调控细胞免疫分子机理的认识,并为害虫生物防治提供了新的分子靶标。