UBE2L6对金黄色葡萄球菌诱导的山羊乳腺上皮细胞凋亡的调控机制研究

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乳腺炎是山羊常见疾病,具有发病率高、治愈率低、在高产奶山羊的泌乳盛期常见的特点,可导致母羊泌乳量和乳品质下降,对养殖业造成严重经济损失。金黄色葡萄球菌是诱发山羊乳腺炎的重要生物因素之一。课题组前期通过加权基因共表达网络分析(Weighted correlation network analysis,WGCNA)发现泛素耦联基因UBE2L6(Ubiquitin conjugating enzyme E2L6,UBE2L6)是山羊乳腺感染金黄色葡萄球菌24 h的核心响应基因,蛋白互作网络分析(protein protein interaction network,PPI network)发现UBE2L6可能通过信号传导及转录活化因子1(Signal transducers and activators of transcription,STAT1)调节凋亡蛋白抑制因子3(Baculovirus IAP repeating containing 3,BIRC3)。因此,本研究通过以甲醛灭活的金黄色葡萄球菌(Formaldehyde-killed Staphylococcus aureus,FK S.a)处理山羊乳腺上皮细胞(Goat mammary epithelial cells,GMECs),构建金黄色葡萄球菌炎性GMECs模型。在炎症条件下,通过实时荧光定量PCR和Western Blotting等检测方法,探究UBE2L6对FK S.a诱导的GMECs凋亡的分子调控机制。主要研究结果如下:(1)FK S.a处理GMECs 24 h,细胞中IL-6、IL-10基因m RNA表达量极显著升高(P<0.01),IL-1β基因m RNA表达量显著升高(P<0.05),表明成功构建金黄色葡萄球菌炎性GMECs模型;细胞中UBE2L6基因m RNA表达显著升高(P<0.05)。表明,FK S.a促进GMECs中UBE2L6基因表达。(2)克隆获得山羊UBE2L6基因CDS区全长,得到提高UBE2L6表达20倍以上的重组载体pc DNA3.1-UBE2L6,转染FK S.a处理24 h的GMECs,发现STAT3、BIRC3m RNA表达升高,STAT1、Caspase3 m RNA表达降低;BIRC3、p-STAT3(tyr705)/STAT3水平升高,STAT1、Cleaved-Caspase3/Caspase3水平降低。(3)获得降低UBE2L6表达50%以上si-UBE2L6,转染FK S.a处理24 h的GMECs,发现STAT1、Caspase3 m RNA表达升高,STAT3、BIRC3 m RNA表达降低;STAT1、Cleaved-Caspase3/Caspase3水平升高,BIRC3、p-STAT3(tyr705)/STAT3水平降低。(4)FK S.a处理24h的GMECs中,UBE2L6与STAT1、STAT1与STAT3之间存在蛋白互作关系。(5)FK S.a处理24h的GMECs中,外源添加1u M蛋白酶体抑制剂MG132,发现ub蛋白水平显著升高(P<0.05),p-STAT3(tyr705)/STAT3水平极显著升高(P<0.01),STAT1水平显著降低(P<0.05)。表明金黄色葡萄球菌炎性GMECs中,UBE2L6通过泛素化降解STAT1,进而激活下游STAT3(tyr705)的磷酸化。(6)FK S.a处理24h的GMECs中,外源添加10u M的STAT3磷酸化抑制剂cryptotanshinone,发现p-STAT3(tyr705)/STAT3和BIRC3水平极显著降低(P<0.01)。表明金黄色葡萄球菌炎性GMECs中,UBE2L6通过激活p-STAT3(tyr705),进而促进BIRC3表达。以上研究结果表明,在金黄色葡萄球菌炎性GMECs中,UBE2L6通过泛素化降解STAT1,促进p-STAT3(tyr705)水平升高,进而使下游BIRC3升高,最终导致细胞凋亡降低。
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