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Toll、IMD(Immune deficiency)和JNK通路在昆虫的天然免疫中发挥着重要作用,然而Toll、IMD和JNK通路的抗杆状病毒免疫研究却相对较少。免疫和代谢密切相关,免疫反应的激活可能会导致代谢发生变化,而杆状病毒对宿主代谢的影响也还不完全清楚。舞毒蛾核多角体病毒(Lymantria dispar multiple nucleopolyhedrovirus,Ld MNPV)隶属杆状病毒科(Baculoviridae),可以特异性感染舞毒蛾(Lymantria dispar)。本研究以舞毒蛾及其核多角体病毒Ld MNPV为材料,探究了舞毒蛾Toll、IMD、JNK通路和抗菌肽对Ld MNPV感染的响应以及Ld MNPV感染对舞毒蛾糖代谢和脂代谢的影响。研究获得的主要结果如下:1.Ld MNPV可以激活舞毒蛾的Toll通路:分析了舞毒蛾20个Toll通路相关基因,包括11个Toll样受体基因(Ld TLR1-Ld TLR11)、4个Spaetzle基因(Ld Spz1、3、4、5)以及My D88、Pelle、Tube、Cactus和Dorsal基因各1个。舞毒蛾11个Toll样受体分别在头部、血淋巴、脂肪体和马氏管中有较高的表达量。Ld Spz1和Ld Spz5在血淋巴的表达量最高,而Ld Spz3和Ld Spz4在头部的表达量最高。Toll通路其他基因在不同组织中均有较高的表达量。舞毒蛾感染Ld MNPV后,Ld TLR1、Ld TLR2、Ld TLR5、Ld TLR6、Ld TLR7、Ld TLR8、Ld Spz1、Ld Spz5和Toll通路其他基因的表达量显著上调,表明Ld MNPV可以激活舞毒蛾的Toll通路。2.Ld MNPV可以激活舞毒蛾的IMD和JNK通路:分析了舞毒蛾3个IMD通路相关基因和3个JNK通路相关基因。舞毒蛾3个IMD通路基因在中肠的表达量最高,3个JNK通路基因在头部的表达量最高。Ld MNPV感染可显著诱导舞毒蛾3个IMD通路基因和3个JNK通路基因的表达,表明Ld MNPV可以激活舞毒蛾的IMD和JNK通路。JNK通路是IMD通路的分支通路,Ld MNPV对JNK通路的激活也再次证明Ld MNPV可以激活舞毒蛾的IMD通路。3.舞毒蛾5种抗菌肽响应Ld MNPV的感染:Toll和IMD通路的激活最终会导致抗菌肽的产生,舞毒蛾的4种阳离子抗菌肽和1种阴离子抗菌肽基因在头部、血淋巴和脂肪体中有较高的表达量。Ld MNPV感染可显著诱导舞毒蛾5种抗菌肽基因的表达,并且短链抗菌肽对Ld MNPV感染的响应速度快于长链抗菌肽。注射gloverin ds RNA后,Ld MNPV在舞毒蛾中的DNA复制水平显著升高,表明gloverin可以抑制Ld MNPV的DNA复制。舞毒蛾5种抗菌肽对Ld MNPV感染的响应再次证明Ld MNPV可以激活舞毒蛾的Toll和IMD通路。4.Ld MNPV感染对舞毒蛾糖代谢的影响:舞毒蛾感染Ld MNPV后48和72 h,糖原的含量显著下降,在感染后24和48 h,糖原合成酶基因的表达水平显著上调,而在感染后72 h,糖原合成酶基因的表达水平显著下调,在感染后48和72 h,糖原合成酶激酶3基因的表达被显著抑制。舞毒蛾感染Ld MNPV后表现出合成糖原的趋势,可能原因是由于糖原含量的不足导致糖原合成类基因的表达发生变化。舞毒蛾感染Ld MNPV后48和72 h,海藻糖的含量显著下降,海藻糖6磷酸合成酶的表达水平仅在感染后24 h显著上调,表明糖原可能并未向海藻糖转化,而是可能直接转化为葡萄糖。舞毒蛾感染Ld MNPV后,可溶性海藻糖酶的表达被显著抑制,膜结合型海藻糖酶的表达显著上调,膜结合型海藻糖酶主要在血淋巴中表达,表明舞毒蛾感染Ld MNPV后海藻糖含量下降的原因可能是由于血淋巴中的海藻糖被分解为葡萄糖。此外,舞毒蛾感染Ld MNPV后,葡萄糖含量显著降低,2个己糖激酶基因的表达量显著上调,己糖激酶活性和丙酮酸含量均显著升高,表明舞毒蛾感染Ld MNPV后糖酵解增强。舞毒蛾感染Ld MNPV后,3个参与三羧酸循环关键基因的表达量均显著上调,表明舞毒蛾感染Ld MNPV后三羧酸循环增强。因此,舞毒蛾感染Ld MNPV后糖酵解和三羧酸循环的增强可能是舞毒蛾糖类物质含量下降的重要原因。舞毒蛾感染Ld MNPV后抑制糖酵解可显著降低5种抗菌肽基因的表达水平,表明舞毒蛾感染Ld MNPV后糖类物质可能通过糖酵解为免疫反应提供了能量。5.Ld MNPV感染对舞毒蛾脂代谢的影响:舞毒蛾感染Ld MNPV后,甘油磷脂中变化较为明显的为磷脂酰胆碱(PC)和溶血磷脂酰胆碱(LPC),PC的含量总体呈上升趋势,LPC的含量总体呈下降趋势,并且磷脂酶A2的表达量显著上调,而溶血磷脂酰基转移酶的表达量无显著变化,表明舞毒蛾感染Ld MNPV后可能发生了PC向LPC的转化。舞毒蛾感染Ld MNPV后,20种甘油三酯的含量显著下调,14种甘油三酯的含量显著上调,而总甘油三酯的含量无显著变化,并且上调甘油三酯的不饱和度显著低于下调甘油三酯的不饱和度,表明Ld MNPV感染可能会导致舞毒蛾的甘油三酯趋向于储存。舞毒蛾感染Ld MNPV后,4种长链脂肪酸的含量显著上调,细胞质柠檬酸的含量显著下降,脂肪酸合成相关基因的表达量显著上调,表明舞毒蛾感染Ld MNPV后脂肪酸合成增强并导致长链脂肪酸的积累。脂肪酸合成的增强可以促进神经酰胺的从头合成,舞毒蛾感染Ld MNPV后,所有差异神经酰胺和己糖神经酰胺的含量均显著上调,并且神经酰胺含量升高的原因是由于神经酰胺的从头合成增强,而非鞘磷脂的降解。综上所述,Ld MNPV可以激活舞毒蛾的Toll、IMD、JNK通路以及抗菌肽基因的表达,糖类物质可能通过糖酵解为免疫反应提供了能量。同时,病毒感染通过增强糖酵解和三羧酸循环为脂肪酸和脂质的合成增加碳源,显著改变舞毒蛾的脂代谢。