七鳃鳗,原始的无颌类脊椎动物,位于无脊椎动物与脊椎动物之间,为生物的起源与进化提供了丰富的遗传信息并具有较高的研究价值。七鳃鳗所具有的独特免疫系统,可变淋巴细胞受体VLR相关的免疫机制,为了解适应性免疫系统提供了可靠依据。同时本实验室前期在七鳃鳗重要免疫器官神经轴体中,发现具有细胞毒性的免疫分子LIP(lamprey immune protein),为研究抗肿瘤机制与适应性免疫系统的进化取得了突破性进展。为进一步揭示免疫分子LIP杀伤肿瘤细胞的作用机制,本论文主要使用了小干扰RNA、实时定量PCR、乳酸脱氢酶细胞毒检测、免疫荧光等方法,并结合了超高分辨显微镜与共聚焦显微镜等仪器。利用与天然七鳃鳗LIP相同蛋白活性的重组LIP分子,基于细胞膜表面系统,对细胞表面各种不同类型的受体分子进行了相关探究。研究发现重组LIP分子具有选择性杀伤肿瘤细胞(包括贴壁类与悬浮类)的特性,并以多聚体的形式作用于癌细胞细胞膜表面。为探究重组LIP分子的细胞受体,分别对细胞膜上的磷脂分子、部分蛋白质及脂筏微区各部分与重组LIP分子之间的关系进行了详细探究。结果表明一些常见细胞毒素的受体分子如CD59等均不作为重组LIP分子的识别受体,但细胞膜上三种重要的转运蛋白:磷脂爬行酶及依赖ATP的翻转酶与移位酶调控了细胞膜表面的PS外翻,由于重组LIP分子与细胞膜上的PS具有结合作用,从而加剧了对癌细胞的杀伤。对于细胞膜上脂筏微区等相关结构的探究中,发现当使用特异性磷脂酰肌醇-磷脂酶C(PI-PLC)清除细胞表面的糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(GPI-APs)后,可抑制重组LIP分子同细胞膜上脂筏的结合,从而有效抑制了对癌细胞的杀伤作用。随后对参与GPI-APs的聚糖合成的催化元件探究中,结果显示催化甘露糖与GPI锚连接的PIGN(GP17的同系物)的沉默,有效减弱了重组LIP分子的杀伤活性,鉴于重组LIP分子具有凝集素结构域,预测GPI-APs的聚糖部分可能介导了重组LIP分子的杀伤作用。本实验室为首次探究重组七鳃鳗LIP分子的作用机制,基于细胞膜对不同类型受体分子进行了详细探究,研究发现GPI-APs是重组LIP分子杀伤癌细胞重要的作用靶点。从而为进一步揭示重组七鳃鳗LIP分子选择性杀伤肿瘤细胞的特异性细胞受体,与胞内通路机制的探究奠定了基础,同时为探究七鳃鳗的抗肿瘤机制与适应性免疫的起源与进化提供了新视角。