【摘 要】
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Wnt/β-catenin信号通路是一个古老而又保守的信号通路,参与机体的多种生命活动,越来越多的研究表明在哺乳动物中Wnt/β-catenin信号通路通过与NF-k B信号通路相互作用参与机体的天然免疫反应。硬骨鱼类是缺乏特异性免疫系统的低等脊椎动物,免疫性能相对不完善,因此天然免疫在硬骨鱼类中的作用非常重要。但是目前国内外关于该信号通路在硬骨鱼类免疫调节中的相关研究较少。因此,在本研究中我们用
【基金项目】
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国家自然科学基金青年基金(31702316);
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Wnt/β-catenin信号通路是一个古老而又保守的信号通路,参与机体的多种生命活动,越来越多的研究表明在哺乳动物中Wnt/β-catenin信号通路通过与NF-k B信号通路相互作用参与机体的天然免疫反应。硬骨鱼类是缺乏特异性免疫系统的低等脊椎动物,免疫性能相对不完善,因此天然免疫在硬骨鱼类中的作用非常重要。但是目前国内外关于该信号通路在硬骨鱼类免疫调节中的相关研究较少。因此,在本研究中我们用嗜水气单胞菌感染淇河鲫,检测此过程中β-catenin的表达变化;与此同时,使用Wnt/β-catenin信号通路抑制剂FH535阻断该信号通路,观察鳃、肠、肝脏以及肾脏的组织形态学变化,检测先天性免疫因子、炎症因子表达情况,并检测鳃、肠以及肝脏中抗氧化酶活性变化;最后,比较嗜水气单胞菌侵染抑制剂处理后淇河鲫死亡情况,并检测相关炎症因子的表达水平;同时对抑制剂处理后肠道微生物多样性进行检测,以探究β-catenin在硬骨鱼类免疫中的作用,主要的研究结果如下:1.Real-time与WB结果显示,β-catenin在淇河鲫的脑、鳃、肾脏等7个组织中均有表达。其中,在脑和卵巢中表达量较高,鳃、肠、肝脏等组织次之。嗜水气单胞菌侵染后,β-catenin在免疫组织鳃、肾脏、肝脏中表达量均升高,暗示β-catenin可能在淇河鲫免疫调节中发挥一定的作用。2.使用Wnt/β-catenin信号通路抑制剂FH535抑制β-catenin的表达活性,结果显示β-catenin在鳃、肠、肝脏、肾脏中的表达水平明显下降。HE染色结果显示,淇河鲫鳃、肠、肝脏以及肾脏均出现不同程度的组织损伤。除此之外,先天性免疫因子(c3、defb3、clyz、ifnγ)表达显著降低,炎症因子(NF-k B、TNF-α、IL-1、1L-8)表达量显著升高。ELISA结果显示,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px),总超氧化物歧化酶(TSOD)以及过氧化氢酶(CAT)的酶活性显著降低,MDA的含量升高,表明淇河鲫抗氧化能力受到影响。以上结果表明β-catenin在淇河鲫免疫中可能发挥重要作用。3.为进一步明确β-catenin在淇河鲫免疫调节中的作用,分别对FH535处理与未处理的淇河鲫进行嗜水气单胞菌侵染实验,统计并比较淇河鲫死亡情况,并对鳃、肠、肝脏、肾脏四个免疫组织中的炎症因子表达量进行检测,发现在β-catenin的表达受到抑制后,淇河鲫在遭受病原体入侵时死亡个体明显增加,说明抑制剂处理一定程度上破坏了淇河鲫的免疫系统,降低了其抵御外界病原菌感染的能力。此外,嗜水气单胞菌侵染显著提高了炎症因子NF-k B、TNF-α、IL-1和IL-8的表达量,抑制剂处理后,β-catenin的表达受到抑制,以上炎症因子的表达量也显著高于对照组,说明FH535处理后NF-k B信号通路中的大多数相关基因的表达水平在嗜水气单胞菌入侵后被激活,因此猜测淇河鲫的β-catenin可能通过抑制NF-k B信号通路的活性进而调节机体的炎症反应。4.对抑制剂处理后淇河鲫的肠道微生物进行高通量测序。多样性指数分析发现,shanno指数在抑制剂处理后显著低于对照组,说明在β-catenin表达被抑制后淇河鲫肠道微生物多样性明显降低;同时测序数据显示heip指数也呈现出下降趋势,暗示β-catenin表达被抑制后肠道微生物群落也越来越不均匀。通过在门水平和属水平上对肠道微生物组成分析发现,抑制剂处理导致淇河鲫肠道微生物群中优势菌群的种类和含量发生变化,肠道微生态环境的稳态受到干扰。以上结果说明β-catenin表达的抑制使得淇河鲫肠道微生物群出现紊乱。综上所述,淇河鲫β-catenin在病原体入侵后机体的免疫调节过程中发挥重要作用,抑制β-catenin表达导致淇河鲫的免疫相关组织出现不同程度的损伤,先天性免疫因子表达水平显著变化,抗氧化能力下降,肠道微生物群发生紊乱,机体抵御外来病原体损害的能力下降,同时NF-k B信号通路相关炎症因子被激活,表明在硬骨鱼类中β-catenin可能通过抑制NF-k B信号通路的活性调节机体的炎症反应,来参与机体天然免疫过程。
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