弓形虫感染人细胞LncRNAs差异表达及功能研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:charlehc1986
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刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)可寄生于包括人在内的几乎所有温血动物的有核细胞,其感染所致的弓形虫病(to xop las mos is)是世界范围内流行的人兽共患的机会性寄生虫病。人们对弓形虫普遍易感,一般健康的人感染弓形虫会产生免疫力限制弓形虫增殖,然而抵抗力底下的患者如:妊娠妇女、癌症患者、免疫缺陷者感染弓形虫后可引起严重后果。弓形虫被认为介导宿主免疫反应以建立终身慢性感染,但其调控机制尚不清楚。在本研究中,我们应用微阵列分析来探讨弓形虫感染的人包皮成纤维细胞(HFF)细胞中lncRNA和mRNA的表达谱,我们检测到寄生虫感染后差异表达的lncRNA和mRNA的很大改变。通过GO和Pathway通路分析,差异表达的mRNA显示主要参与宿主免疫信号通路。结合LncRNA-mRNA共表达网络筛选出差异表达NONHSAT022487–UNC93B1共表达对,并应用qPCR、WB从mRNA及蛋白水平在HFF及THP1两种细胞中进行验证。然后采用干扰腺病毒载体shRNA-NONHSAT022487或导入pcDNA3.1-NONHSAT022487过表达载体,从功能缺失和功能获得两方面研究其对靶基因UNC93B1表达及生物学行为影响。值得注意的是,我们确定NONSHAT022487作为免疫相关基因UNC93B1的负调节因子,已知UNC93B1是诱导巨噬细胞中细胞因子产生和自主控制弓形体复制的关键因素。我们进一步发现由弓形虫感染诱导的lncRNA-NONSHAT022487通过下调人源巨细胞细胞中的UNC93B1表达而损害细胞因子IL-12,TNF-α,IL-6,IL-1β和IFN-γ的分泌。我们的研究结果揭示了一种新的调控机制,其中弓形体寄生虫调节宿主免疫信号通路,并可能提供抗击弓形虫病的潜在目标。  目的:研究弓形虫感染后的人包皮成纤维细胞LncRNA的差异表达,确定感染诱导的lncRN A表达作为一种新的机制,通过这种机制,弓形虫寄生虫调节宿主免疫信号通路。这种机制可能提供抗击弓形体病的潜在目标。  方法:⑴通过基因芯片分析正常细胞组、灭活速殖子组、速殖子组3组长链非编码RNA和mRNA差异表达,以>5 fold为基础筛选出差异倍数大的基因,为以后研究LncRNA功能奠定基础。⑵从大于5倍差异表达基因中随机抽取20种LncRNAs和10种mRNAs,并运用Primer5软件设计引物,选取特异性高的引物,并采用PCR仪进行PCR产物的扩增。⑶采用ABI7300荧光实时定量PCR检测来自正常细胞组、灭活速殖子组、速殖子组3组差异显著的20种LncRNAs和10种mRNAs进行验证;⑷根据GO注释,对差异倍数大于5倍的mRNA进行GO分析;以及mRNAs的Pathway通路分析。⑸选出与免疫相关的一些 mRNAs构建共表达以方便筛选出与本课题相关的LncRNA进行后续功能研究。⑹根据共表达网络筛选出 NONHSAT022487-UNC93B1共表达对,由于UNC93B1抗弓形虫感染,并采用 RT-PCR对其进行检测,发现NONHSAT022487上调明显,UNC93B1下调明显并采用Western Blot检测UNC93B1表达量下调,结果与芯片结果一致。⑺将 NONHSAT022487基因序列交给上海吉玛公司设计干扰序列,并筛选出合适的干扰序列构建干扰腺病毒载体。⑻构建干扰腺病毒shRNA-NONHSAT022487成功后,并用其感染HFF和THP1两种细胞,采用实时荧光定量 PCR检测其干扰效果,以及干扰后靶基因UNC93B1表达量变化。⑼构建NONHSAT022487过表达质粒,并采用PCR仪进行菌液PCR检测,确保构建过表达载体成功。⑽将构建成功的过表达载体转染HFF和THP1两种细胞,采用荧光定量PCR检测NONHSAT022487表达效果,以及过表达后靶基因UNC93B1表达量变化;⑾Western Blot检测NONHSAT022487干扰和过表达后,在HFF和THP1两种细胞中靶基因UNC93B1表达变化情况。⑿采用Elisa方法检测NONHSAT022487干扰和过表达后,弓形虫感染THP1细胞后,IL-1beta、IL-6、TNF、IFN-gama、IL-12等细胞因子变化;  结果:①基因芯片数据分析,筛选出差异显著的LncRNAs和mRNAs(>5倍,P<0.05),随机抽取20种LncRNAs和10种mRNAs进行RT-PCR检测,结果与芯片大体一致。②根据GO和Pathway分析,以及LncRNA-mRNA共表达网络分析,依据课题研究我们筛选出NONHSAT022487-UNC93B1共表达网络对,进行功能研究。③基因芯片和荧光实时定量PCR提示长非编码NONHSAT022487在弓形虫感染宿主细胞与灭活组以及正常组相比之间存在明显的差异表达,弓形虫感染宿主细胞中表达明显上调。然而根据 LncRN A-mRNA共表达网络分析,其预测调控靶基因UNC93B1在弓形虫感染宿主细胞中明显下调。④通过构建LncRNA-NONHSAT022487干扰腺病毒载体转染HFF和 THP1两种细胞48h,用RT-PCR检测其干扰效率,发现NONHSAT022487表达量明显下调,而靶基因UNC93B1表达量明显上调。⑤构建pcDNA3.1-NONHSAT022487过表达载体,并转染HFF和THP1两种细胞,RT-PCR检测NONHSAT022487过表达后其表达量明显上调,RT-PCR及Western Blot检测靶基因UNC93B1表达量明显下调。⑥Elisa检测NONHSAT022487干扰后,弓形虫感染刺激THP1细胞分泌IL-1beta、IL-6、TNF、IFN-gama、IL-12等细胞因子,结果显示细胞因子分泌量增加;当NONHSAT022487过表达后,弓形虫感染刺激THP1细胞分泌IL-1beta、IL-6、TNF、IFN-gama、IL-12细胞因子量明显减少。  结论:通过一系列实验结果,我们研究发现感染诱导的LncRNA表达作为一种新的机制,通过这种机制,弓形虫可以调节宿主免疫信号通路。这种机制可能提供宿主对抗弓形体病的潜在目标。
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