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果蝇拥有非常高效的先天性免疫应答系统,其先天免疫信号通路主要有Toll-Spatzle和Imd(Immune Deficency)两条。为了抵抗外界病原微生物的感染,黑腹果蝇依赖多样化的先天免疫防御机制,包括系统与局部的免疫应答反应。本研究的目的是为了探究喂食灭活的细菌是否可以诱导果蝇抗菌肽基因表达,及其诱导机理是否不同于注射活细菌,以及探讨系统免疫(注射活细菌)与局部免疫(喂食灭活细菌)的相同与差异之处。本实验中通过喂食灭活的细菌和针扎活菌的方法对果蝇进行免疫刺激,分别收取不同发育时期(幼虫、蛹、成虫)的野生型和三个突变体果蝇样品,提取RNA,荧光定量分析抗菌肽基因的表达情况,并检测果蝇成虫感染病原菌之后的存活率。实验结果如下:(1)当向培养基中添加灭活的大肠杆菌(Escherichia coli)之后,Imd通路的两个基因Diptericin和Cecropin,其在野生型果蝇中分别在一龄和三龄幼虫中有显著性诱导表达;在Imd-mut突变型果蝇中只在一龄幼虫阶段有显著性诱导表达;在Relish-mut突变型果蝇中在二龄幼虫阶段有极显著高水平的诱导表达;在MyD88-mut突变体果蝇中只在三龄幼虫阶段有极显著表达。(2)当喂食灭活的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)之后,对于Toll通路的两个基因:Drosomycin和Defensin,其表达情况是不一样的。Drosomycin在Relish-mut突变体果蝇的一龄幼虫阶段和MyD88-mut突变体果蝇蛹期有高水平的显著性诱导表达;Defensin在4种果蝇的幼虫和蛹期都表现出低水平的诱导作用。(3)实验数据显示对于抗菌肽基因的表达并不仅仅局限于一条免疫通路对应某个特定的基因;当一条免疫通路的关键因子缺失之后,它所调控的下游抗菌肽基因也会被诱导表达。这些结果表明Toll和Imd通路之间可能存在交叉调控。(4)喂食灭活细菌所激活的局部免疫应答反应对于后期病原活细菌感染起到了一定的保护作用。有意思的是,喂食灭活的E.coli之后,不仅对革兰氏阴性菌Pseudomonas aeruginosa的感染起到保护作用,而且对Enterococcus faecalis的感染,依然可以起到保护作用;同样的,喂食灭活的S.aureus之后,对革兰氏阳性菌E.faecalis和革兰氏阴性菌P.aeruginosa的感染都起到了保护作用。