鮸鱼microRNAs调控IκBα基因的分子机制研究

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随着人们对水产品需求的日益上涨,单纯的捕捞和传统小规模养殖已经不能满足日常所需,因此水产品养殖的产业化,规模化成为必然。但随着养殖密度上升,一旦出现大规模的感染,将引起巨大的经济损失。鱼类抵御病害主要依靠先天免疫,因此,通过研究鮸鱼的免疫机制,以探索增强鮸鱼抵抗病原微生物的能力,从而减少病原微生物对养殖产业造成的经济损失。硬骨鱼与哺乳动物类似,先天免疫系统是宿主抵御病原体的第一道防线,它与适应性免疫系统合作,帮助宿主在不利的环境中生存。核因子转录因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)信号通路的激活,被认为是炎症发生过程中的重要过程。而NF-κB抑制剂蛋白α(inhibitorαof NF-κB,IκBα),可以抑制NF-κB信号通路,阻止NF-κB与DNA结合,在先天性免疫调控中,扮演十分重要的角色。microRNAs(miRNAs)是一种小的非编码RNA,被证明是一种负调控因子,可以调节许多生理生化过程,例如细胞的生长、增殖和机体的免疫反应等。在本次研究中,以miRNAs为起点,探究在鮸鱼中是否存在一种或多种miRNAs靶向IκBα,调控NF-κB信号通路,调节先天性免疫反应。研究结论如下:1.利用miRanda、Targe Scan软件预测miR-144和miR-122存在相同的潜在靶基因IκBα。为了探究miR-144和miR-122是否靶向IκBα,构建野生型IκBα的3’UTR双荧光素酶报告基因质粒和突变miR-144和miR-122与IκBα的3’UTR互补位点的双荧光素酶报告基因质粒。将这些质粒与miR-144和miR-122模拟物共转染EPC(epithelioma papulosum cyprini)细胞。检测荧光素酶活性,结果表明miR-122和miR-144作为负调控因子,靶向IκBα。2.已经确认miR-122和miR-144靶向IκBα,为探究IκBα基因是否在蛋白水平和mRNA水平均受到这两种miRNAs的调控。转染miR-122和miR-144的模拟物(模拟体和前体质粒)到鮸鱼肠细胞(Miichthys miiuy intestine cells,MIC)中,利用蛋白质印迹法(western blot)实验,验证了miR-122和miR-144模拟物抑制了IκBα蛋白表达,且实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)实验结果验证了miR-122和miR-144也可以从mRNA水平抑制IκBα基因的表达。同时,将miR-122和miR-144的抑制体转入MIC细胞中,得到的结果与模拟物相反。证实miR-122和miR-144作为负调控因子抑制IκBα基因的表达。3.在本次研究中发现,过表达p65对NF-κB、白细胞介素-8(Interleukin-8,IL-8)和白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)信号通路具有激活的功能,而过表达IκBα则对这个激活起抑制作用。4.基于IκBα对信号通路的抑制,在本研究中将荧光素酶报告基因质粒、IκBα质粒、p65质粒与miR-144和miR-122模拟体、前体、抑制体共转染。结果表明miR-122和miR-144靶向抑制IκBα表达,促进p65介导的NF-κB等信号通路的激活。综上所述,实验结果表明miR-122和miR-144为负调控因子,靶向IκBα的3’UTR,抑制了mRNA和蛋白质水平的表达,从而促进了p65对NF-κB信号通路的激活。本研究为miRNAs在硬骨鱼中免疫信号通路调控提供了理论基础。miRNAs作为一种负调节因子,通常情况下都是对通路的激活起抑制作用,而本文的miRNAs靶向IκBα,因靶基因所具有的功能,miRNAs对该通路起促进作用,促进了机体的先天性免疫反应,可能利于帮助宿主抵御病原的入侵,为提高免疫提出新的理论依据。本文将miRNAs作为该论文中的一环,丰富了在硬骨鱼中非编码RNA的免疫调控网络。
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