随着全球气候变暖和海洋污染物增多等因素的影响,水母暴发性增长,导致沿海地区水母蛰伤发病率逐年增加。水母属于刺胞动物门,在全世界海域分布广泛,当其受到外界刺激后会同时释放大量粘液和刺丝囊毒素作为防御措施。人类皮肤与这些物质接触后常见的症状为皮肤炎症反应如红肿、瘙痒等,严重者会导致全身中毒反应甚至死亡。水母蛰伤导致的皮肤症状在临床上称为水母皮炎,炎性反应伴随着水母皮炎的整个过程,严重影响人们的日常生活和身体健康。由于水母种类繁多、捕捞后易自溶,毒素量小易失活导致提取困难,毒素中的毒素蛋白和多肽难以鉴定等原因造成了目前缺乏治疗水母蛰伤导致的皮肤炎症反应的特效药。本文利用组学研究手段探究不同水母中引起皮肤炎症反应的蛋白,以期寻找在两种水母中起相同作用的关键蛋白。1、建立了海月水母粘液的收集方法。采用把水母从海水环境中去除的方法刺激分泌粘液,分别收集0-10 min、10-20 min、20-30 min、30-40 min、40-50 min、50-60 min这6个时间段分泌的粘液和水母组织液。结果显示海月水母粘液的量在前30 min内逐渐减少,在后30 min又逐渐升高。考虑到自溶和海水的影响,选择10-20 min时间段收集的粘液进行后续研究。2、筛选并鉴定海月水母中的自我保护性蛋白。分别采用液相色谱-串联质谱和超高效液相色谱/四极飞行时间质谱结合蛋白质组学和代谢物组学分析水母粘液和组织液中的差异蛋白,并利用生物信息学方法筛选鉴定出自我保护性蛋白。在组织液和粘液中分别鉴定出2,421和1,208种蛋白质。基因本体分析表明,粘液富集蛋白质主要分布在细胞外或膜相关区域,而组织富集蛋白质则分布在细胞内的各个区域。在16种不同的代谢物中,色胺增加,粘液中的变化值最大,为7.8倍,这与它参与KEGG途径“色氨酸代谢”一致。我们鉴定了11种金属蛋白酶,4种丝氨酸蛋白酶抑制剂,3种超氧化物歧化酶和3种补体,推测其存在与水母的自我保护防御有关。3、通过BD-4极地水母的组学研究方法和毒素蛋白的筛选,寻找与海月水母的共性蛋白。对BD-4水母样品采用从头转录和蛋白质组学联合分析的方法进行研究。将鉴定到蛋白质与毒素数据库进行比对筛选出毒素相关蛋白,并应用生物信息学分析方法完成蛋白序列、空间结构以及分子进化关系的分析工作。BD-4水母共产生了32,247个转录产物,其中NR数据库注释了12,955(40.16%)个转录本、Swissprot数据库注释了10,882(33.75%)个转录本、GO数据库注释了4,951(15.35%)个转录本、COG数据库注释了10,159(18.75%)个转录本、KEGG数据库注释了4,901(15.20%)个转录本以及eggNOG数据库注释了12,438(38.57%)个转录本。从鉴定到的蛋白质中筛选出了79条与毒素相关的蛋白质序列并根据其分子功能分为了8类,推测这些毒素蛋白中存在引起皮肤出现炎症反应的蛋白质。本文探究了海月水母粘液的收集方法,确定了最佳收集时间段。首次提供了海月水母应激诱导粘液和组织液中蛋白质和代谢物的组成特征;筛选出了应激诱导的粘液中可能含有的自我保护蛋白(即为引起炎症反应的潜在蛋白);利用组学方法对极地水母进行基因和蛋白质研究,并从中筛选出可能的毒素蛋白。根据两种不同种类的水母筛选出的蛋白质结果来看,具有金属蛋白酶的活性蛋白可能是引起皮肤炎症的关键成分。