L-RhoGAP8基因介导肠道共生细菌调控七鳃鳗适应性免疫的作用探究

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消化系统中的微生物在宿主的免疫调控中起着重要作用。在高等哺乳动物中,肠道菌群可以促进免疫器官和免疫细胞的早期发育。同样,肠道微生物在水生动物免疫系统的调节中也起着重要作用。作为现存最古老的脊椎动物之一,七鳃鳗具有极为特殊的进化地位。它是从无脊椎进化到有脊椎的标志性生物,被认为是脊椎动物的祖先。以肠道共生细菌调控七鳃鳗适应性免疫的作用过程为突破口,利用比较蛋白质组学技术发掘七鳃鳗响应肠道共生细菌免疫的蛋白质信息,并对相关蛋白质的功能进行探究,可为探索七鳃鳗适应性免疫系统的发育提供理论依据。基于此,本论文的主要内容如下:1、七鳃鳗响应肠源性气单胞菌及希瓦氏菌免疫的比较蛋白质组学本研究利用肠源性气单胞菌、希瓦氏菌和混合菌(气单胞菌和希瓦氏菌)免疫日本七鳃鳗,鉴定了未免疫刺激和混合菌免疫刺激七鳃鳗之间、气单胞菌免疫和混合菌免疫刺激七鳃鳗之间、希瓦氏菌免疫和混合菌免疫刺激七鳃鳗之间白细胞的差异表达蛋白组,分别获得了35、35和39个显著差异表达蛋白质。用实时定量PCR(q PCR)方法检测气单胞菌、希瓦氏菌和混合菌免疫七鳃鳗后白细胞中可变淋巴细胞受体(VLRs)的相对表达量。结果显示,与气单胞菌免疫相比,混合细菌免疫可上调VLRA/B/C的表达;与希瓦氏菌免疫刺激相比,混合细菌免疫下调了VLRA/B/C表达。因此,相较于气单胞菌,七鳃鳗更能对希瓦氏菌的免疫刺激产生应答。采用q PCR方法检测差异表达蛋白质在m RNA水平上的表达,差异表达蛋白质在蛋白水平和m RNA水平的表达不一致,这种差异可能是由于蛋白质水平上基因表达的修饰引起的。2、七鳃鳗L-RhoGAP8基因的生物信息学及表达分析在显著差异表达蛋白质中,RhoGAP8表达显著上调,克隆获得该基因全长并测序。该基因ORF区为1524 bp,编码507个氨基酸。氨基酸序列比对结果显示,该基因与其它物种来源的RhoGAP8同源性较高,因此将其定名为L-RhoGAP8。预测了L-RhoGAP8的理化性质、跨膜结构域、信号肽、功能结构域,分析了L-RhoGAP8的进化地位。随后,对L-RhoGAP8在m RNA水平和蛋白质水平的表达进行了分析,显示该基因在心脏、鳃和肾脏组织表达量较高。3、七鳃鳗L-RhoGAP8基因的功能分析Western blot技术检测了希瓦氏菌及气单胞菌免疫七鳃鳗后L-RhoGAP8蛋白的表达变化。与对照组相比,希瓦氏菌刺激显著下调L-RhoGAP8在肝脏、肠、鳃、肌肉中的表达,在心脏、肾脏、髓中的表达显著上调;在气单胞菌的刺激下,L-RhoGAP8在肠、鳃、髓、肌肉中的表达显著下调,在心脏、肾脏中的表达显著上调,在肝脏中的表达下调不显著。由此推测,L-RhoGAP8可能参与了日本七鳃鳗的适应性免疫,其具体功能需进一步探究。免疫荧光结果显示L-RhoGAP8蛋白主要定位于七鳃鳗肝细胞的细胞核中,少部分存在于细胞质。构建了L-RhoGAP8的真核表达载体,将重组质粒瞬时转染到MCF-7细胞中。CCK8和流式检测结果均显示,L-RhoGAP8的过表达可促进MCF-7细胞的增殖。利用免疫沉淀技术和质谱鉴定分析了可能与L-RhoGAP8存在相互作用的蛋白质。其中细胞分裂控制蛋白、Rho族蛋白、细胞色素氧化酶组装因子等将是后续研究的重点。综上,本论文以肠源性细菌免疫七鳃鳗的类淋巴细胞差异蛋白质组学为切入点,鉴定出响应肠道共生细菌免疫刺激的差异表达蛋白质,为后续研究七鳃鳗适应性免疫过程的分子机制提供了蛋白质信息。对L-RhoGAP8的功能进行了初步探究,分析其对于肿瘤细胞增殖的促进作用,鉴定分析了可能与L-RhoGAP8存在互作的蛋白质,为探究恶性肿瘤的发生发展机制及治疗靶点提供了理论基础。
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