几丁质和flg22诱导的辣椒幼苗先天免疫生理响应特征

【目的】为明确几丁质和鞭毛蛋白衍生肽flg22诱导的辣椒幼苗先天免疫生理响应特征,探讨辣椒先天免疫生理响应与辣椒抗多种病害的关系。【方法】以5个四川本地辣椒品种幼苗为试材,鉴定它们对青枯病和疫病病情指数和抗性水平,采用水培法培育幼苗并进行外源几丁质和flg22处理,检测各品种不同诱导时间下幼苗根系生长、气孔孔径、胼胝质沉积、活性氧(ROS)积累和SOD、CAT活性,以及先天免疫相关基因表达量的变化,综合评价其生理响应及其与抗病性关系。【结果】(1)各品种幼苗青枯病和疫病病情指数以‘川腾10号’最低,抗病性最强,以‘本地条椒’最高,抗病性最弱。(2)外源几丁质和flg22抑制了各品种幼苗根系生长速率,诱导离体叶片气孔闭合,促进叶片细胞壁胼胝质沉积加厚,ROS含量持续增加,SOD和CAT活性不断提高。各品种幼苗先天免疫生理响应指标的平均隶属函数值以‘川腾10号’最高,‘本地条椒’最低,并且平均隶属函数值与疫病、青枯病病情指数均具有显著负相关性。(3)外源flg22和几丁质诱导‘川腾10号’幼苗先天免疫相关基因CaWRKY22、CaMAPK7和ChiIV3显著上调表达。【结论】外源flg22和几丁质可诱导辣椒幼苗先天免疫生理响应,且响应程度强弱在品种间存在差异,依据生理响应指标通过隶属函数可综合评价辣椒品种的抗病水平;‘川腾10号’的平均隶属函数值最高,多抗性水平最好,这与其先天免疫相关基因CaWRKY22、CaMAPK7和ChiIV3的显著上调表达有关。

幽门螺杆菌代谢物拮抗宿主先天免疫的机制研究

目的:探讨幽门螺杆菌代谢物拮抗宿主先天免疫的潜在机制。方法:RNA测序及通路富集分析测定仅LPS刺激的胃黏膜细胞GES-1、LPS与幽门螺杆菌培养上清共同处理的GES-1细胞及未经处理的GES-1细胞。3KD超滤管过滤幽门螺杆菌培养上清,并以过滤的滤液(代谢物部分)和截留的溶液(蛋白部分)处理LPS刺激的GES-1细胞,检测NF-κB通路活性、NF-κB的磷酸化水平、NF-κB通路效应因子TNF-α、IL-6和IL-8的分泌水平。非靶向代谢质谱鉴定关键代谢物。结果:相较于仅LPS刺激的GES-1细胞,LPS与幽门螺杆菌培养上清共同处理后,多种基因的表达水平受到调控,并趋于未处理的GES-1细胞水平,主要存在于NF-κB通路。LPS与幽门螺杆菌培养上清共同处理后,NF-κB通路活性受到抑制(P<0.05)。幽门螺杆菌代谢物能够抑制NF-κB通路活性,抑制NF-κB磷酸化,抑制NF-κB通路效应因子TNF-α、IL-6和IL-8的分泌(P<0.05)。1、5和25μmol/L的幽门螺杆菌代谢物2-D-Glucopyranose(2DG)处理后,胃黏膜细胞GES-1中NF-κB通路活性均受到抑制,NF-κB磷酸化受到抑制,NF-κB通路效应因子TNF-α、IL-6和IL-8的分泌受到抑制(P<0.05)。2DG处理后,TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10敲除的GES-1细胞中NF-κB活性显著降低(P<0.05);而TLR1和TLR2敲除的GES-1细胞中NF-κB活性无显著变化。2DG处理后,GES-1细胞中TLR1和TLR2的相互作用均减弱。分子对接发现2DG能够与TLR2氨基酸残基R321、K347、F349结合,结合能为-12 kcal/mol。构建TLR2野生型和突变型质粒(R321K、K347R、F349A),并分别转染TLR2敲除的GES-1细胞,发现2DG处理并不能减少转染了TLR2突变型的GES-1细胞的NF-κB活性。结论:幽门螺杆菌代谢物2DG能够与TLR2相互作用,减少TLR2与TLR1异源二聚体的形成,抑制先天免疫NF-κB通路活性。

一类考虑先天免疫和非线性治愈率的时滞传染病模型Hopf分岔

考虑到传染病流行过程中先天免疫对个体的重要性,研究了一类具有先天免疫和非线性治愈率的时滞SEIS传染病模型。以感染者恢复所需要的时间周期时滞为分岔参数,通过讨论模型特征方程根的分布情况,推导出模型局部渐近稳定和产生Hopf分岔的时滞临界点。进而利用中心流形方法,计算出确定Hopf分岔性质的显式公式。研究表明,当感染者恢复所需要的时间周期时滞低于临界点时,疾病的传播可以得到有效控制。

线粒体DNA介导先天免疫反应在肠缺血再灌注损伤中的研究进展

肠缺血再灌注损伤是一种常见的组织器官损伤类型,具有高发生率及病死率的特点,其致病因素与机制复杂。研究表明,线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)释放在肠缺血再灌注损伤中起关键作用,由于共同的进化起源,mtDNA具有与细菌DNA相似结构被认为是先天免疫系统激动剂。在外部环境或细胞自身刺激下,受损线粒体可释放mtDNA进入胞质或循环,激活先天免疫多个模式识别受体以触发促炎或Ⅰ型干扰素反应。本文重点讨论了mtDNA的跨膜释放机制以及mtDNA介导先天免疫信号通路在肠缺血再灌注发生、发展中的作用,为缺血再灌注疾病的相关研究提供理论依据。

一类先天免疫应答模型的稳定性分析

主要研究了一类关于病原体与中性粒细胞(PMNs)之间的相互作用的免疫应答模型.首先讨论了该模型边界平衡点的存在条件;其次,通过Poincare′变换与中心流形理论证明了该模型边界平衡点的全局渐近稳定性;最后,利用MATLAB软件包对得到的结论进行了适当的数值模拟.

《Cell Reports》刊发任大龙团队生物钟调控先天免疫功能的研究成果

近日,安徽农业大学动物科技学院任大龙教授课题组在《CellReports》期刊发表了题为“Circadian clockla coordinates neutrophil recruitment via nfe212a/duox reactive oxygen species pathway in zebrafish”的文章。

昆虫先天免疫调控机制的研究进展

在自然环境中,昆虫会和微生物病原体发生广泛的接触。其中,媒介昆虫携带的病毒等病原会导致严重的人类疾病或动物疫病。而昆虫主要通过先天免疫系统来应对病原体的感染。昆虫先天免疫按照其组织和作用方式的不同主要分为细胞和体液免疫。细胞免疫指由血细胞介导的吞噬、集结和包囊反应。而体液免疫则主要依靠脂肪体细胞所分泌的免疫蛋白,通过抗菌肽或黑化反应来抵御病原体。抗菌肽的激活转录,离不开相应的免疫信号通路的参与,如:Toll、IMD、JAK/STAT等。昆虫先天免疫的研究会促进新方法的开发以保护人类和动物宿主免受媒介传播病原的威胁。

Hippo信号调控先天免疫应答的研究进展

Hippo信号通路和宿主先天免疫应答是机体古老又异常保守的信号通路,对维持细胞代谢稳态至关重要。经典Hippo信号通路在组织器官发育、细胞生长和肿瘤形成等方面发挥调控作用。近年来,越来越多的研究发现非经典Hippo信号在调控先天免疫应答方面具有重要功能。宿主先天免疫应答是机体一种高度保守的生物学过程,是细胞应对外界刺激的一种本能自我生存的机制。一方面,Hippo信号调控先天免疫细胞功能影响宿主免疫;另一方面,Hippo信号参与先天免疫抗病毒与炎症信号转导,如cGAS-STING、RLR抗病毒信号通路,NLRP3炎症小体等。本文主要阐述Hippo信号通路在先天免疫应答调控的进展,介绍Hippo信号对先天免疫细胞、抗病毒和炎症信号的调控作用,有利于深入揭示细胞生长和先天免疫反应之间的联系及为免疫治疗策略提供参考依据。

具有先天免疫的时滞SEIS传染病模型

提出一类对疾病具有先天免疫的时滞SEIS传染病模型.以疾病的潜伏期时滞为分岔参数,利用特征值法,推导出模型产生Hopf分岔的充分条件,并计算出相应的时滞关键点.进而通过计算模型的中心流形确定了Hopf分岔的方向和稳定性.最后,利用计算机数值模拟验证结果的正确性.所用方法虽然计算过程繁琐,但是所确定的Hopf分岔的方向和稳定性可以用模型的参数明确表示.

富硒壶瓶碎米荠对青鱼幼鱼生长、生理生化、硒代谢、抗氧化及先天免疫的影响

为探究富硒壶瓶碎米荠(Cardamine hupingshanensis)对青鱼(Mylopharyngodon piceus)幼鱼生长、血清生理生化、肝脏硒代谢、抗氧化能力和先天免疫指标的影响,选取360尾初始体重为(5.51±0.02)g的青鱼幼鱼随机分配至4个实验组中,每组3个重复。在基础饲料中添加富硒壶瓶碎米荠的量为0、0.5、1.0和2.0 g/kg(硒的实际含量分别为0.04、0.43、0.75和1.57 mg/kg),同时添加矿物质混合物(无硒添加)和维生素混合物,配置成4种等氮等能的青鱼幼鱼试验饲料,养殖周期为60d。结果显示:饲料中添加0.5和1.0 g/kg富硒壶瓶碎米荠时,鱼体增重率(WG),特定生长率(SGR)较对照组和过量组(2.0 g/kg)显著升高,饲料系数(FCR)显著降低(P<0.05)。当饲料中富硒壶瓶碎米荠添加量为0.5—1.0 g/kg时,血清中的甘油三酯(TG)、总胆固醇(TCH)和白蛋白(ALB)含量呈上升趋势,而葡萄糖(GLU)含量显著下降(P<0.05)。饲料中添加0.5—1.0 g/kg富硒壶瓶碎米荠时可显著提高肝脏核因子E2相关因子2(Nrf2)、Mn超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶1(GPX1)和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)相关基因表达量,同时显著提高肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、总抗氧化能力(T-AOC)和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量(P<0.05)。肝脏中硒代半胱氨酸裂解酶(SCLY)、硒磷酸合成酶1(SPS1)、15 kD硒蛋白(SEP15)、硒蛋白T2(SEPT2)、硒蛋白H(SEPH)和硒蛋白P(SEPP)相关基因表达量在饲料中富硒壶瓶碎米荠添加量为1.0 g/kg时较对照组显著升高(P<0.05)。此外,饲料中添加0.5—1.0 g/kg富硒壶瓶碎米荠可显著提高肝脏表达抗菌肽2b(Leap2b)、铁调素(HEPC)、溶菌酶(LYZ)和补体C3(C3)相关基因表达量(P<0.05)。由此可见,在饲料中添加0.5—1.0 g/kg富硒壶瓶碎米荠可以促进青鱼幼鱼生长,增加鱼体的蛋白沉积,促进机体硒代谢,提高肝脏抗氧化和先天免疫能力。

两歧双歧杆菌FL-228.1增强小鼠先天免疫功能研究

本文以8株潜在功能菌株为研究对象,将其分别干预RAW264.7鼠巨噬细胞和人外周血单核细胞(PBMCs),并检测RAW264.7细胞吞噬活性和自然杀伤(NK)细胞活性变化,将筛选出的潜在益生菌进一步干预BALB/c小鼠,探究其在体内的免疫调节功效。结果表明,在细胞实验中,不同菌株干预均能显著提高RAW264.7细胞吞噬活性(P<0.05),而两歧双歧杆菌FL-228.1和鼠李糖乳酪杆菌FN518能显著提高NK细胞活性(P<0.05),且综合来看,两歧双歧杆菌FL-228.1在体外表现效果最优,进一步开展体内研究。摄入两歧双歧杆菌FL-228.1能促进小鼠胸腺发育并显著提高腹腔巨噬细胞吞噬活性,脾脏中NK细胞活性,血清IgG含量,脾淋巴细胞转化和抗菌肽相关基因Cryptdin-4和CRAMP的表达(P<0.05),但对血清细胞因子TNF-α、IL-10、IL-12和IFN-γ以及抗菌肽相关基因RegIII-γ的表达无显著影响(P>0.05)。综上,两歧双歧杆菌FL-228.1可以通过调节免疫细胞活性、细胞因子表达以及免疫分子抗菌肽相关mRNA水平来提高先天免疫功能并对免疫系统具有较全面的改善作用。

MAVS在宿主抗病毒感染先天免疫反应中的作用及其调控机制的研究进展

先天免疫系统是机体抵御病原感染的第一道防线,主要包括组织屏障(皮肤与黏膜)、单核-巨噬细胞、树突状细胞以及自然杀伤细胞。先天免疫反应主要通过产生干扰素和促炎因子来抑制和清除侵入的病原体,从而维持机体的正常生理稳态。先天免疫细胞可以表达特定的模式识别受体(Pattern recognition recetproreceptor,PRR),这些PRR可识别病原微生物,并激活胞内抗病毒的免疫应答信号通路[1]。目前,研究发现主要的PRR包括:Toll样受体家族(Toll-like receptors,TLR)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体家族(Nucleotide binding oligomerization domain-like receptors,NLR)、视黄酸诱导基因Ⅰ样受体家族(Retinoic acid-inducible gene I-like receptors,RLR)、DNA感受器以及C型凝集素受体家族[2-3]。机体利用这些PRR对病原微生物侵入机体过程中产生的刺激做出有效的免疫反应。

鱼类microRNA在先天免疫中的研究进展

先天免疫是宿主识别病原及消除病原感染的第一道防线。模式识别受体是参与识别病原入侵的主要分子,主要包括Toll样受体、RIG-I样受体、NOD样受体和C型凝集素受体等。模式识别受体在识别病原相关分子模式后,激活机体的先天免疫信号通路,诱导炎症细胞因子和干扰素的产生,从而启动抵抗病原入侵的免疫应答。越来越多的证据表明,免疫应答的激活、维持和终止受到了严格的调节,使机体在保持一定免疫强度的同时避免产生过度的免疫反应。microRNA是一类长度为18~23 nt的微小非编码RNA,是鱼类先天免疫应答网络中的重要调控因子。近年来,microRNA在鱼类免疫学领域已开展了大量的研究,但缺乏对其进行及时地全面性的总结。本文综述了近年来miRNA在鱼类先天免疫反应中的研究进展,以期为鱼类的分子抗病育种及疾病防控研究提供一些思路。

基于生物信息学方法筛选系统性红斑狼疮疾病进展中与先天免疫细胞相关的关键基因

目的:通过生物信息学方法识别系统性红斑狼疮(SLE)疾病进展中与先天免疫细胞相关的的关键基因。方法:在GEO数据库中下载了GSE50772、GSE81622、GSE99967数据集的表达谱,并对其进行整合。应用CIBERSORT工具对疾病进行免疫细胞组成和丰度的分析,利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)来构建基因共表达网络,对关键模块进行基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析,并与差异表达基因相结合,识别先天免疫反应相关的关键基因。结果:通过加权共表达网络分析(WGCNA),确定了与SLE相关的13个模块。其中绿色模块与中性粒细胞显著相关,棕褐色模块与NK细胞显著相关。在绿色模块中筛选出15个枢纽基因,棕褐色模块中筛选出8个枢纽基因。结合差异表达基因进一步筛选出2个hub基因,分别为CXCL1和MME。使用GSE122459数据集对其进行验证,在SLE患者中,CXCL1与MME基因的表达升高,AUC值分别为0.86和0.81,且其表达均与中性粒细胞的比例显著相关。结论:CXCL1和MME基因可能在SLE发展过程中在先天免疫细胞中发挥重要作用。

果蝇肠道先天免疫研究进展

自40多年前发现抗菌肽反应以来,果蝇(Drosophila melanogaster )已被证明是研究先天免疫的强大模型。研究侧重于对细菌、真菌、病毒的识别,以及识别过程涉及的信号传导途径。昆虫通过不断接触病原微生物,能够形成有效的防御机制,微生物感染是引起果蝇肠道损伤的一个重要因素。本文简要总结了微生物感染引起的果蝇中肠损伤以及Sima蛋白对其修复作用。

鸡抗ALV-J感染的先天免疫应答途径研究进展

J亚群禽白血病病毒(Subgroup J avian leukosis virus,ALV-J)是禽外源性逆转录病毒,主要诱发肿瘤性疾病和免疫抑制,ALV-J在所有禽白血病病毒亚群中具有最强的致病性和传染性,给我国的养禽业造成了巨大的经济损失。由于宿主对病毒难以产生有效的免疫应答,加之病毒的基因组变异频率较快,至今为止,既没有有效的疫苗可以预防,也没有有效的药物可以治疗。只能通过病原检测、淘汰阳性鸡、净化种群来防控。本文对宿主抵抗ALV-J感染的先天免疫应答途径进行了概括总结,阐述ALV-J的免疫抑制机制、宿主的先天免疫系统和抗病毒感染的相关信号通路,并对ALV-J未来的相关研究方向作了展望,以期为该病的研究和防控提供理论参考。

新型冠状病毒S蛋白在先天免疫中的研究进展

由新型冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引发的新型冠状病毒感染(Corona virus disease 2019,COVID-19),对全球公共卫生安全造成了巨大威胁。在病毒变异株不断出现和针对COVID-19安全有效的药物尚未上市的临床大背景下,深入探索病毒感染过程中关键的致病因素十分重要。先天免疫系统是机体抵御病毒入侵的第一道防线。基于大量的临床数据,研究人员发现严重紊乱的免疫应答反应是COVID-19患者死亡的主要原因之一。刺突蛋白(Spike protein,S蛋白)作为病毒关键的抗原蛋白,已被证明在病毒入侵过程和机体免疫应答失调阶段中发挥重要作用。本文综述了当前有关S蛋白与先天免疫系统相互作用的进展,以期为确定临床药物靶点和改善公共卫生防治策略提供帮助。

类泛素蛋白ISG 15及其在先天免疫中的作用

病毒感染和干扰素刺激高等动物细胞,均可以强烈地诱导表达干扰素刺激基因15编码的蛋白ISG15,它是最早发现的类泛素修饰蛋白.虽然针对泛素及其修饰功能已进行了广泛而深入地研究,但对于ISG15共价修饰以及它的生物学功能了解甚少,有待进一步探讨.该领域的研究近几年有所突破,发现了有关ISG15修饰的酶系统,ISG15及其修饰系统在先天免疫以及干扰素信号调节中的重要作用.简要介绍ISG15的发现历史、生化性质、基因调控特点以及ISG15修饰系统中所涉及的酶,总结目前研究ISG15及其修饰与调节先天性免疫相关过程的一些最新进展.

果蝇先天免疫分子机制研究进展

以果蝇为模式生物,在胚胎发育、基因表达调控、疾病发病机制以及昆虫先天免疫等方面的研究发挥了重要的作用。果蝇的先天免疫系统包括细胞免疫和体液免疫,当其遭受细菌、真菌和病毒等病原体攻击时,果蝇能通过细胞吞噬、集结、包囊作用以及产生抗菌肽等方式来清除入侵的微生物。结合近年来果蝇先天性免疫分子机制的研究进展,对其在病原体识别、信号转导途径及效应机制方面进行综述,为深入研究家蚕、蜜蜂等经济昆虫的免疫机制以及提高它们的经济效益提供参考。

丝氨酸蛋白酶在昆虫先天免疫中的功能和作用机制研究进展

昆虫先天免疫系统包括细胞免疫和体液免疫。细胞免疫主要通过昆虫血液中的浆细胞对入侵的微生物进行吞噬;体液免疫比较复杂,涉及到昆虫体内许多蛋白质之间的相互作用,其中丝氨酸蛋白酶及其同源物与血淋巴黑化和抗菌肽合成等过程密切相关,如参与胞内酚氧化酶原及Toll免疫信号途径的激活等,因而在昆虫的体液免疫中发挥着重要作用。本文就昆虫丝氨酸蛋白酶及其同源物的类型、结构与功能以及家蚕丝氨酸蛋白酶的研究进展进行综述,为促进家蚕、蜜蜂等经济昆虫先天免疫的分子机制研究提供参考。