miR-33靶向Atg5调节草鱼CIK细胞自噬和免疫功能的研究

来源 :河南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wudifeng20008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,在集约化养殖生产中,养殖鱼类常出现生长慢、应激及免疫功能低下等问题,严重困扰了水产养殖业的健康与可持续发展。因此,寻找调节养殖鱼类免疫、炎症反应的分子机制尤为重要。研究发现,miRNAs通过调节自噬在维持机体的代谢及免疫反应中发挥重要作用。在哺乳动物和部分鱼类中的研究已证明miR-33参与多个脂代谢调控环节(胆固醇稳态、脂肪酸氧化、甘油三酯代谢)以及免疫过程。本课题组在前期的研究中也发现,草鱼miR-33过表达可上调肝脏(肝细胞)中生脂基因及促炎因子的表达,并可能和自噬作用相关。基于已有的研究,本实验以草鱼肾脏细胞系(CIK)为材料,首先通过饥饿、添加自噬抑制剂氯喹(CQ)以及脂多糖(LPS)等处理细胞,分析miR-33是否与草鱼CIK细胞中自噬及免疫功能有关,然后通过miR-33 mimic/inhibitor转染CIK细胞、miR-33 inhibitor+CQ共转染CIK细胞、miR-33的靶基因鉴定、Atg5基因超表达和干扰等技术,深入研究miR-33调节草鱼CIK细胞自噬和免疫功能的分子机制。研究结果不仅可以明确草鱼miR-33调节自噬和免疫功能的作用机制,还可以为鱼类炎症的预防提供新思路。主要研究结果如下:(1)饥饿、CQ和LPS处理CIK细胞,检测miR-33、自噬及免疫相关因子的表达变化通过饥饿、CQ(50μM)处理CIK细胞,探讨自噬、miR-33和免疫之间的关系。结果发现,饥饿组自噬标志蛋白LC3B及自噬相关基因Beclin-1、Atg5、Atg7、Atg4C、LC3-1的表达量都显著增加(P<0.05),表明饥饿状态下CIK细胞自噬水平增加。CQ组与饥饿组的结果正好相反,提示CQ处理可导致自噬水平降低。此外,CQ组miR-33的表达量显著增加(P<0.05),促炎基因(TNFα、NF-κB、IL-1β、IL-6)的表达和炎症因子(TNFα、IL-6、IL-12和IL-1β)的生成显著增加(P<0.05),饥饿处理组与其相反,即饥饿条件下,可诱导草鱼CIK细胞发生自噬;CQ处理使CIK细胞自噬作用受到抑制;抑制CIK细胞的自噬时可增加细胞中促炎因子的分泌和miR-33的表达;而促进CIK细胞自噬功能时,炎性因子的含量变化发生逆转。通过LPS(10μg/m L)处理CIK细胞,探讨免疫、miR-33和自噬之间的关系。结果显示,LPS处理的细胞中促炎基因(TNFα、IL-8、IL-1β、NF-κB和IL-6)和炎症因子(TNFα、IL-6、IL-12和IL-1β)、miR-33及自噬相关基因(Atg5、Atg12、Atg4B、Beclin-1和LC3-1)的表达都显著提高(P<0.05)。LPS处理CIK细胞导致细胞中miR-33的表达量增加,并促进细胞炎症和自噬的发生。以上结果说明,miR-33参与草鱼CIK细胞的自噬及免疫过程。(2)miR-33 mimic/inhibitor调节草鱼CIK细胞自噬及免疫功能miR-33 mimic转染CIK细胞,发现miR-33的表达量显著增加,自噬标志蛋白LC3B及自噬相关基因(Beclin-1、Atg5和LC3-1)的表达显著降低(P<0.05),促炎基因(TNFα、IL-1β和NF-κB)和炎症因子(TNFα、IL-1β、IL-12和IL-6)的表达显著增加(P<0.05),即miR-33过表达抑制草鱼CIK细胞的自噬,并诱导了促炎因子含量的增加;miR-33inhibitor转染CIK细胞与miR-33 mimic转染细胞的结果相反。此外,LPS+miR-33 mimic加剧了细胞中的炎症反应,而用LPS+miR-33 inhibitor共处理细胞时,则显著逆转了由LPS所诱导的细胞炎症反应。即miR-33抑制时,可促进细胞自噬,并降低由LPS引起的CIK细胞的炎症反应。miR-33可以负向调节草鱼CIK细胞的自噬及免疫功能。为了验证miR-33是否通过调节自噬过程进而调控CIK细胞的免疫功能,实验用miR-33 inhibitor和CQ共转染CIK细胞。结果表明,miR-33 inhibitor+CQ组的促炎相关因子的表达量显著降低,免疫相关酶(AKP、SOD和CAT)活力显著增加(P<0.05),即当自噬被抑制时,miR-33 inhibitor仍可以下调促炎相关因子的表达,提高免疫相关酶活力。说明miR-33对免疫的作用不受自噬过程的影响。(3)miR-33靶向Atg5调节CIK细胞自噬及免疫功能的分子机制通过生物信息学和miRNA相关靶基因预测及双荧光素酶报告基因系统证明Atg5是miR-33的靶基因。进一步通过基因超表达和干扰技术研究Atg5在CIK细胞中对自噬和免疫的功能发现,超表达Atg5时可导致细胞中miR-33的表达量降低,自噬相关基因(Atg5、Beclin-1、Atg4C、LC3-1)的表达增加(P<0.05),此外,细胞中免疫相关酶(SOD和CAT)活力显著增加(P<0.05),促炎基因(TNFα、NF-κB、IL-8)的表达量和炎症因子(TNFα、IL-12和IL-1β)的分泌量显著降低(P<0.05),而Atg5干扰实验结果与Atg5超表达的结果相反。以上研究证明了Atg5是CIK细胞中调控自噬和免疫的关键基因,而miR-33则可以通过靶向Atg5调节CIK细胞的自噬及免疫功能。
其他文献
我国拥有丰富的盐碱水资源,但由于具有高盐度、高碱度、高p H、主要离子比例失衡、缓冲性能差等特点,大部分仍处于闲置状态。发展盐碱地渔业是开发利用盐碱地水域重要有效途径之一。但耐盐碱品种的相对不足已成为制约盐碱水渔业高质量发展的主要瓶颈。因此,亟需筛选、培育耐盐碱水产品种,以促进盐碱渔业可持续发展。脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)具有生长快、食性杂、繁殖周期短等优良特性,由
学位
玉米是全世界产量最高的粮食作物之一,也是我国三大主粮之一。玉米籽粒包含胚、胚乳和空腔等内部结构,其中胚乳可根据硬度分为粉质胚乳和角质胚乳。定量分析玉米籽粒结构成分对精准选育玉米品种、提高玉米品种食用价值和市场价值等至关重要。目前,常规玉米籽粒考种只能基于机器视觉或者人工测量粒长、粒宽、粒厚和百粒重等性状,但无法准确获取籽粒三维及内部结构成分信息,比如籽粒、胚、胚乳和空腔体积。Micro-CT是一种
学位
水产养殖集约化、规模化发展导致鱼粉等蛋白饲料日益短缺,植物蛋白源饲料因其价格低廉及资源较多而被广泛应用于养殖过程中,但植物蛋白源饲料中抗营养因子甘露聚糖的存在,会增加肠道食糜的粘度,造成动物消化率低等弊端。乳酸菌作为食品级安全微生物,常被用作异源表达的受体菌株来构建重组乳酸菌。本试验探究了乳酸乳球菌NZ9000的产酸能力、抑菌作用、对胆盐环境的耐受性、对高温以及低p H条件的耐受能力,对抗生素的敏
学位
中华鳖(Pelodiscus sinensis)是广泛分布的淡水养殖动物,具有食用和药用价值。雄性中华鳖与雌性中华鳖相比具有显著的生长优势。因此,培育“全雄鳖”是中华鳖育种的重要方向。RA(视黄酸)及其代谢的外部信号促使生殖细胞进入减数分裂,决定生殖细胞发育成卵母细胞或精子。RA的表达由RARs和RXRs形成的二聚体与RA反应元件(RAREs)结合调控。其中,RXRs参与动物的性别调控和性别发育。
学位
油菜是我国重要的油料作物,菜籽油是我国主要食用油来源之一。选育高油酸杂交种是当前油菜品质育种的重要内容之一。隐性核不育是近年来广泛用于油菜杂交种选育的一种不育类型。本研究基于隐性核不育系统最新成果,开发和利用分子标记,辅助选育油菜高油酸两型系及临保系。主要结果如下:1)针对隐性核不育系统T45来源的Bnms3基因突变,开发了两个INDEL标记Ms3-1F/2R和Ms3-3F/4R、一个KASP标记
学位
红花(Carthamus tinctorius L.)活性成分丰富,是我国重要的药食兼用中草药。在哺乳动物上研究表明,红花及其主要活性成分在治疗癌症和心血管疾病及抗氧化、抗炎、提升免疫等方面具有显著效果。然而,红花作为植物性饲料添加剂对水生动物的研究少见报道。本研究以红花为饲料添加剂,以鲤为养殖对象,探讨红花对鲤生长、免疫及肠道菌群的影响,为红花在水产领域作为抗生素替代品的应用提供依据。实验选取平
学位
甘蓝型油菜是一种重要的油料作物。种子适时的休眠和萌发对适应生物和非生物环境的胁迫及其重要。植物激素是决定种子萌发和休眠的主要生理因素之一。通过全基因组关联分析得到一些与种子萌发相关位点,进一步分析发现这些区段内包含和植物激素如Bna A10G0029000WE(Bna YUC3)等相关基因。进而我们利用CRISPR/Cas9技术创建了相关基因的突变体以及过表达材料。主要研究结果如下:(1)利用50
学位
根系是作物养分吸收的器官,根构型对作物的氮素吸收、运输和同化有显著影响。研究表明,根系生长存在冗余现象,大的根系可能增加对碳氮等资源的占用,减少碳氮向地上部的分配,从而影响作物的地上部物质积累、产量形成和氮素利用效率。因此,通过栽培管理措施减少根系冗余可成为作物高产和氮高效的一条有效途径。本研究选用2种不同根系大小的水稻品种黄华占(小根系品种)和汕优63(大根系品种),在水培试验条件下设置2个氮水
学位
棉花(Gossypium L.)是重要的工业原料作物和油料作物,在国民经济中占据重要地位。棉纤维是由胚珠表皮的单个细胞突起发育而来,是探究细胞伸长和细胞壁生成的重要模型。MADS-box家族基因在植物花器官发育和信号传导过程中扮演重要的角色,然而在棉纤维发育中的作用却鲜少被报道。本研究在陆地棉TM-1的表达谱数据中筛选到一个在纤维起始时期的胚珠中优势表达的基因Gh AGL1,利用CRISPR/Ca
学位
秸秆还田能改变土壤理化性质及微生物活动,进而影响土壤中氮素的迁移转化与氮损失。然而由于秸秆在土壤中分解、周转过程复杂,且极易受环境影响,目前关于秸秆还田对农田生态系统氮素损失、转化、利用过程的影响仍然不明确。因此,本试验选取长江中游常见的麦-稻(W)和油-稻(R)水旱轮作模式,探究不同模式下氮肥施用和秸秆还田对土壤氮库及氮气态损失的影响,以期为该区协同作物丰产、氮肥高效利用及环境污染防控提供理论与
学位