环指蛋白调控天然免疫反应的研究进展

环指蛋白是最大的E3泛素连接酶家族之一,可通过其E3泛素连接酶的特性调控蛋白的泛素化修饰。天然免疫是机体抵御病原体入侵的第一道防线。天然免疫反应中,多种关键蛋白均受泛素化修饰调控,在抑制和清除病原体的同时,维持适宜的炎症反应。文章围绕环指蛋白在Toll样受体(TLR)信号通路、维甲酸诱导基因I样受体(RLR)信号通路和环鸟嘌呤-腺嘌呤合成酶-环腺嘌呤-干扰素基因刺激物(cGAS-cGAMP-STING)信号通路调控中的作用进行总结,以期为环指蛋白和抗感染天然免疫相关研究提供新思路。

基于RNA-seq数据分析长牡蛎(Crassostrea gigas)天然免疫的可变剪接事件

大部分无脊椎动物缺乏基于经典抗体和记忆细胞的适应性免疫,因而天然免疫在无脊椎动物免疫防御中发挥不可或缺的作用。可变剪接正是产生天然免疫多样性和特异性的重要途径。牡蛎(Crassostrea)是全球范围内的大宗养殖贝类和我国产量最高的海水养殖贝类,理解其天然免疫系统的多样性和特异性对牡蛎病害防治和养殖业健康可持续发展至关重要。通过对不同病原诱导以及诱导后不同时间的转录组进行生物信息分析,系统地研究了长牡蛎天然免疫应激反应的可变剪接事件。发现在弧菌诱导下可变剪接事件的总数显著增加,表明弧菌的感染会诱导长牡蛎可变剪接事件的产生。对病原诱导后可变剪接体的组成类型及表达量显著变化的基因的功能富集分析,表明免疫系统相关功能被显著富集,病原感染不同阶段以及不同病原感染后可变剪接体的组成类型和表达量均不一致,表明长牡蛎免疫系统可通过可变剪接产生免疫响应的特异性和多样性。研究结果为长牡蛎等无脊椎动物天然免疫多样性和特异性提供了典型实例,也为长牡蛎病害防御提供了理论支撑。

ALV-J感染对鸡脾脏巨噬细胞天然免疫因子的影响

为探究J亚群禽白血病病毒(Avian leukosis virus subgroup J,ALV-J)对鸡脾脏巨噬细胞天然免疫反应的影响,试验利用密度梯度离心法和贴壁法,从鸡脾脏组织中分离得到单核细胞,并通过显微镜观察培养至24 h、72 h、120 h单核细胞的分化过程;通过PCR扩增ALV-J特异性引物H5/H7,验证脾脏巨噬细胞对ALV-J的易感情况;同时,通过qPCR验证感染ALV-J后鸡原代脾脏巨噬细胞中炎性因子、干扰素及肿瘤抑制因子的表达。结果显示:单核细胞分化至第120 h形成形态正常的巨噬细胞,通过流式细胞技术检测鸡巨噬细胞表面特异性标记蛋白发现,84.9%的细胞为KUL01阳性细胞;鸡原代脾脏巨噬细胞对ALV-J易感,并且ALV-J可整合进鸡原代脾脏巨噬细胞基因组中;对感染ALV-J的鸡脾脏巨噬细胞进行形态观察,发现ALV-J感染导致鸡脾脏巨噬细胞形态逐渐萎缩直至死亡;ALV-J感染6 h、12 h、24 h及48 h可诱导鸡原代脾脏巨噬细胞炎性因子(IL-1β、IL-6)的表达显著上调,在ALV-J感染24 h、48 h诱导肿瘤抑制因子(TNF-α)的表达显著上调(P<0.05);并且在早期(感染3 h)诱导干扰素(IFN-β)及干扰素刺激基因(CH25H、STAT1、PKR)表达,后期(感染48 h)抑制部分干扰素刺激基因(OAS、STAT1、ZAP、Mx、PKR)的表达。研究表明ALV-J感染鸡原代脾脏巨噬细胞早期可诱发强烈的天然免疫反应,后期可能通过抑制IFN-β及部分干扰素刺激基因的表达实现免疫逃逸。

乙型脑炎病毒激活天然免疫应答的特点

流行性乙型脑炎(JE)是由乙型脑炎病毒(JEV)感染引起的人兽共患病,威胁人类健康和畜牧业健康发展。天然免疫作为机体防御的第一道防线,在抵抗病原感染过程中发挥重要作用。病原微生物感染机体后,宿主模式识别受体(PRRs)通过识别病原相关分子模式(PAMPs)诱导天然免疫发挥抗病毒功能,其中干扰素和炎性因子至关重要。为了逃逸宿主的免疫清除,JEV进化出多种策略抑制天然免疫,促进自身复制。本文通过论述JEV基因组结构和致病机理,总结机体天然免疫分子识别JEV PAMPs激活天然免疫应答的方式,并进一步阐释JEV调控天然免疫应答的策略,有利于深入理解该病毒的致病机理,为JE的防控提供思路。

cGAS蛋白促进PCV-2茎环结构诱导cGAS-STING信号通路天然免疫反应研究

为了探索猪圆环病毒2型(PCV-2)DNA茎环结构是否可以激活环鸟苷酸腺苷酸合成酶(cGAS),以及是否诱导cGAS-STING信号通路天然免疫反应,试验将含有PCV-2茎环结构的单链DNA(SL-DNA)转染至PK15细胞中,通过Western-blot检测cGAS蛋白是否在PK15细胞中表达;将SL-DNA转染至过表达及敲除cGAS蛋白的PK15细胞中,通过实时荧光定量PCR检测细胞中cGAS、干扰素刺激基因(STING)、TANK结合激酶1(TBK1)、干扰素调节因子3(IRF3)、干扰素-β(IFN-β)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)基因的表达水平。结果表明:SL-DNA转染后,PK15细胞中cGAS蛋白表达量上升;过表达cGAS蛋白的PK15细胞与PK15细胞相比,SL-DNA转染后cGAS、STING、TBK1、IRF3、IFN-β、IL-1β、IL-6、TNF-α基因的相对表达量均极显著升高(P<0.01);敲除cGAS蛋白的PK15细胞与PK15细胞相比,SL-DNA转染后cGAS、STING、TBK1、IRF3、IFN-β、IL-1β、IL-6、TNF-α基因的相对表达量均极显著降低(P<0.01)。说明cGAS蛋白可以识别PCV-2的茎环结构,并且促进其诱导的cGAS-STING信号通路天然免疫反应。

Dscam蛋白在果蝇天然免疫中的作用机制研究

果蝇(Drosophila melanogaster)借助其天然免疫反应来对抗外源病原菌的侵袭。Dscam基因编码的蛋白质是一种细胞粘附分子,最先在神经系统的研究中被发现。最近的研究表明,Dscam基因在免疫系统中也扮演着重要的角色,参与了免疫反应中对病原体的识别和抵抗。本研究利用UAS/GAL4系统和RNAi技术获得Dscam基因敲低的突变体,以大肠杆菌、藤黄微球菌感染Dscam基因敲低的突变果蝇品系,分析突变体果蝇Dscam基因和抗菌肽基因相对表达量。结果显示,Dscam基因敲低会显著抑制Toll信号通路的表达。

猪流行性腹泻病毒逃逸宿主天然免疫研究进展

自2010年底猪流行性腹泻病毒(PEDV)变异毒株在我国出现后,PEDV作为一种重要的病原体一直威胁着我国的生猪养殖业。病毒在长期进化变异的过程中改变其结构以逃避宿主的抗病毒作用,致使经典毒株的疫苗对变异毒株缺乏有效的交叉保护,由变异毒株引发的感染往往造成新生仔猪群80%~100%的死亡率。变异PEDV结构变化在免疫逃避策略中发挥重要的作用,论文就国内外关于PEDV结构与宿主天然免疫与之间的互作网络做一综述,以期为PEDV的防控、新型疫苗及佐剂的研制提供新的思路。

宿主天然免疫因子在猪繁殖与呼吸综合征病毒感染中的作用机制研究进展

猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)引起的急性接触性传染病,给养猪业造成的经济损失巨大。PRRSV感染机体之后,宿主体内的免疫系统识别PRRSV,多种天然免疫因子会与PRRSV蛋白相互作用以对病毒感染产生影响。本文主要综述了宿主体内天然免疫抑制因子影响PRRSV感染的相关机制,为解析PRRSV的致病机制以及研发PRRS防控技术提供理论依据。

JAK/STAT和PI3K/AKT信号通路介导小反刍兽疫病毒宿主细胞天然免疫的研究

为研究JAK/STAT和PI3K/AKT信号通路在小反刍兽疫病毒(PPRV)宿主细胞天然免疫中的作用,在PPRV感染山羊肾细胞24、48和72 h后,分别用MTT试验和间接免疫荧光试验(IFA)检测病毒感染细胞活力及其在细胞中的分布;用qRT-PCR和Western-blot分别检测病毒蛋白、Nectin-4受体、JAK/STAT和PI3K/AKT信号通路及其下游信号分子表达水平的变化。结果表明,PPRV感染24、48和72 h后的细胞存活率分别为99.53%、77.12%和66.87%,病毒H和N蛋白表达水平显著增加(P<0.05);但Nectin-4表达无显著变化(P>0.05);p-STAT1/STAT1比值极显著升高(P<0.01);ISG20、ISG15、IRF9、IRF3、IFNβ和IFNα表达水平显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01);p-AKT表达水平极显著升高(P<0.01);p-AKT/AKT、p-NFκB/NFκB、p-GSK/GSK和p-CREB/CREB比值均显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01)。综上,PPRV感染能激活JAK/STAT和PI3K/AKT信号通路,使细胞处于抗病毒状态。

快、慢羽鸡抗ALV-J天然免疫差异的研究

研究旨在探索快、慢羽鸡对禽白血病感染的天然免疫反应差异。试验采用J亚群禽白血病病毒(ALV-J)SCAU-HN06株接种快羽鸡和慢羽鸡,从接种病毒后第1天开始,每隔1天采样至第15天,采用实时荧光定量和ELISA检测快、慢羽鸡干扰素α(IFN-α)、白细胞介素12(IL-12)、肿瘤坏死因子(TNF-α)及抗病毒基因的表达情况。结果显示:慢羽鸡较快羽鸡极显著易感ALV-J(P<0.01);接种病毒后env基因的相对表达量在快羽鸡体内上升较慢羽鸡缓慢,表达峰值较慢羽鸡小;慢羽鸡接种病毒第1天IFN-α、TNF-α和IL-12蛋白表达量高于快羽鸡,随后IFN-α、TNF-α、IL-10和IL-12的蛋白表达量呈降低趋势,第11天表达量降低不显著(P>0.05);快羽鸡在接种病毒后第1天IFN-α、TNF-α和IL-12蛋白表达量升高,第13天极显著降低(P<0.01);快羽鸡抗病毒基因OAS、PKR、MX表达量显著或极显著高于慢羽组且强度强(P<0.05或P<0.01)。综上所述,慢羽鸡免疫系统比快羽鸡更早被ALV-J突破,慢羽鸡抗ALV-J的天然免疫反应比快羽鸡迟钝且强度较弱。

血清4型禽腺病毒Ⅷ蛋白真核表达及其对LMH细胞天然免疫相关基因的影响

【目的】分析血清4型禽腺病毒(FAdV-4)Ⅷ蛋白(ProteinⅧ,pⅧ)对宿主天然免疫相关基因表达的影响,为进一步研究FAdV-4的致病机理提供参考依据。【方法】通过PCR扩增FAdV-4Ⅷ基因编码区序列,与pEF1α-HA载体连接,构建重组表达质粒pEF1α-HA-Ⅷ。用pEF1α-HA-Ⅷ重组表达质粒(试验组)和pEF1α-HA空质粒(对照组)转染LMH细胞,利用Western blotting和间接免疫荧光验证Ⅷ蛋白表达情况,实时荧光定量PCR测定STING、MDA5、TBK1、MAVS、NF-κB、IRF7、IFN-α、INF-β、IL-6、IL-8、IL-15和IL-1β基因的表达水平。【结果】Ⅷ基因开放阅读框(ORF)全长744 bp,共编码247个氨基酸残基,真核表达获得的Ⅷ重组蛋白与鼠源HA标签单克隆抗体产生特异性反应,在34 kD处得到单一条带;间接免疫荧光检测可见绿色荧光,说明Ⅷ重组蛋白在LMH细胞中得到良好表达。与对照组相比,Ⅷ重组蛋白在LMH细胞中表达后,模式受体STING基因的表达水平显著提高5.6倍(P<0.05,下同),MDA5基因的表达水平提高30%;接头蛋白TBK1和MAVS基因表达水平分别较对照组显著提高1.5和2.4倍;转录因子IRF7的表达水平显著提高3.4倍,而NF-κB基因被抑制表达。同时,干扰素(IFN-α和IFN-β)和白介素(IL-6、IL-8、IL-15和IL-1β)的表达水平均上调,IFN-α和IFN-β分别极显著上调19.2和14.4倍(P<0.01),而IL-6、IL-8、IL-15和IL-1β分别显著上调4.1、2.1、6.0和7.9倍。【结论】在LMH细胞中过表达FAdV-4 pⅧ,STING、MDA5、TBK1、MAVS、IRF7、IFN-α、IFN-β、IL-6、IL-8、IL-15和IL-1β等天然免疫相关基因呈上调表达,表明Ⅷ蛋白对FAdV-4激发宿主的天然免疫具有一定促进作用。

STING介导的天然免疫反应在细菌感染中作用研究进展

干扰素基因刺激蛋白(Stimulator of interferon genes,STING)的发现是天然免疫研究领域的一个重要里程碑,其能够识别在细菌生命中发挥重要作用的环状二核苷酸(CDNs),包括c-di-GMP和c-di-AMP,也能识别宿主细胞质DNA感受器cGAS合成的2′3′-cGAMP。CDNs与STING的结合使TBK1-IRF3信号通路被激活,并最终诱导Ⅰ型干扰素(IFN-Ⅰ)的产生。鉴于STING在天然免疫反应中的核心地位,STING信号通路在宿主对抗多种细菌感染过程中的作用逐渐被揭示。论文系统阐述了STING介导的天然免疫信号激活及其在宿主抗细菌感染中的重要功能,同时总结了细菌通过抑制STING信号通路激活进行免疫逃逸的相关研究进展。

Hippo信号通路与海洋无脊椎动物天然免疫

Hippo信号通路是一条在进化上保守的丝氨酸/苏氨酸激酶级联信号通路,主要参与调控器官大小、组织再生、胚胎发育和肿瘤发生。在果蝇中,经典的Hippo信号通路主要由Hippo(Hpo)、Salvador(Sav)、Warts(Wts)、MOB as tumor suppressor (Mats)、Yorkie(Yki)和Scalloped(Sd)组成。其不仅可通过Fat(Ft)和Crumbs(Crb)等上游分子进行调控,而且还能与NF-κB途径、IFN途径、ROS途径、cGAS-STING信号通路以及Wnt信号通路发生交联,共同调控天然免疫过程。海洋无脊椎动物缺乏获得性免疫,主要依靠天然免疫抵御病原体的侵害。Hippo信号通路作为与生长发育和天然免疫密切相关的信号通路,对海洋无脊椎动物的研究中有着重要的意义。目前,对于海洋无脊椎动物Hippo信号通路所知甚少,关于其在天然免疫中的研究更是寥寥无几。开展Hippo信号通路在海洋无脊椎动物天然免疫过程中功能机制的研究,将为深入了解海洋无脊椎动物的天然免疫调控提供一种新思路。本文通过对Hippo信号通路的组成、调控机制以及其在海洋无脊椎动物天然免疫中作用的研究进行综述。将为海洋无脊椎动物天然免疫研究提供有益的参考。

阿尔茨海默病中天然免疫识别的研究进展

近年来阿尔茨海默病(AD)领域的研究表明,天然免疫系统在AD的病情进展中发挥关键作用。在AD初期天然免疫系统的激活有助于清除有害因子,但AD长病程的特点又使得病情进展过程中天然免疫系统长期处于过度活化的状态,引发神经炎症、淀粉样蛋白(Aβ)积累、神经元死亡并最终导致或加剧记忆衰退。天然免疫系统中哪些信号通路主要参与神经炎症的平衡以及Aβ和Tau的清除目前仍不明确。深入探究天然免疫系统在AD中的作用机制为阐明AD的病理和制定治疗策略奠定了坚实的基础。目前有多种基于天然免疫识别开发的治疗AD的药物正在开展临床试验。本篇综述重点整理了目前有关AD天然免疫系统的研究进展包括炎症小体、炎症细胞死亡以及细胞因子分泌等方面并汇总目前以天然免疫系统为靶点的治疗药物现状。

鸡DDX 41基因克隆表达、细胞定位及其在禽腺病毒4型感染调控天然免疫中的作用

为获得鸡DDX41(chDDX41)的原核表达蛋白,探讨chDDX41的细胞定位及其在禽腺病毒4型(FAdV-4)感染引起的天然免疫中的作用。根据GenBank中chDDX41基因序列,设计特异性引物,以LMH细胞cDNA为模板扩增,将扩增序列连接至pET-32a、pCAGGS-HA、pCMV-3×Flag和pmCherry-C1空载体,构建重组质粒。将pET-32a-chDDX 41转化至大肠埃希菌BL21(DE3)感受态细胞中,经IPTG诱导表达。利用激光共聚焦显微镜观察chDDX41在鸡肝癌细胞(LMH)和鸡巨噬细胞(HD11)中的亚细胞定位;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测在LMH细胞中过表达chDDX 41对IFN-β等细胞因子表达量的影响。结果表明,克隆得到1854 bp的chDDX 41基因,共编码617个氨基酸。SDS-PAGE结果显示,重组蛋白pET-32a-chDDX41主要以可溶性蛋白的方式在上清液中表达,经Western Blot鉴定,在90 ku左右有特异性条带,与预期结果一致;chDDX41在LMH和HD11细胞中主要定位在细胞核;FAdV-4感染过表达chDDX 41基因后的LMH细胞,发现IFN-β、IL-6、IL-1β和IL-8等细胞因子在mRNA水平上的表达量上调,表明chDDX41参与了FAdV-4引起的天然免疫应答。研究结果可为进一步研究DDX 41基因功能及其在天然免疫中的分子机制提供参考。

安徽农业大学在天然免疫表观遗传调控领域取得新进展

天然免疫系统是机体抵抗外源病原微生物入侵的第一道防线。果蝇是研究天然免疫调控分子机制的最理想动物模型之一。近日,我校生命科学学院计山明教授团队在果蝇天然免疫领域的最新研究成果“A Toll-dependent Bre1/Rad6-cact feedback loop in controlling host innate immune response”在线发表于《细胞通讯》(Cell Reports)。

以STING为代表的天然免疫信号通路在银屑病中的研究进展

银屑病是一种由多因素引起的免疫紊乱疾病。其发病机制复杂,主要以白细胞介素-23/辅助性T细胞17(IL-23/Th17)信号轴为核心,其他关键途径还包括抗病毒信号通路、促炎因子和趋化因子表达以及抗原处理和呈递过程等。在银屑病的皮损环境中存在着各种自身抗原或病原体,其可通过激活模式识别受体[如干扰素基因刺激因子(STING)、Toll样受体(TLR)、维甲酸诱导基因1蛋白(RIG1)等]进而活化下游转录因子[核转录因子κB(NF-κB)、干扰素调节因子(IRF)等]而激活促炎信号,从而促进银屑病的发病进程。本文综述了天然免疫信号通路中的不同模式识别受体在银屑病的发生发展的作用机制,为潜在的治疗靶点做一总结。

植物天然免疫分子机理研究进展

自然环境中存在着多种损害植物生长和繁殖的病原微生物。植物与病原体协同进化过程中,逐渐形成了一系列复杂高效的保护机制来抵御病原物的侵染,称为植物天然免疫系统。目前已知的植物天然免疫途径有两个层次,第一个层次是植物模式分子识别受体(PRRs)识别病原模式分子(PAMPs),触发病原模式分子诱导的早期免疫应答反应(PTI)。第二个层次是病原菌产生效应因子抑制基础免疫响应PTI,而植物产生与之特异性识别的抗性蛋白(R蛋白)识别效应因子,并通过效应因子诱导型免疫反应(ETI)来重建植物的抗性。本文综述了近年来植物天然免疫系统的研究进展,并对目前植物抗病性相关分子机理研究和抗性育种急需解决的问题和挑战进行探讨和展望。

心肌缺血再灌注损伤的天然免疫学机制进展

缺血性心脏病是导致心脏衰竭的主要原因。已有越来越多的研究表明天然免疫应答在缺血性心脏病的发生发展过程中起着关键性的作用。适度的天然免疫应答促进组织修复．而过度的天然免疫应答则会加重组织损伤进而导致心脏衰竭．其机制在于持续的天然免疫反应促进血液中的肿瘤坏死因子和白细胞介素-6（IL-6）等炎性因子大量释放．放大炎症反应从而进一步促进缺血性心脏病向心脏衰竭发生发展。

肝硬化患者红细胞天然免疫黏附功能围术期变化

目的:研究肝硬化患者围手术期红细胞天然免疫功能(R N IA F)的变化。方法:40例病人分为两组,30例为肝炎后肝硬化患者,10例无肝功能异常的患者作为对照组,分别于麻醉前、麻醉后、术后1d、术后3d及术后7d抽取静脉血,采用红细胞在自身血浆中天然免疫黏附肿瘤细胞的方法测定红细胞天然免疫黏附功能。结果:围手术期肝硬化患者红细胞天然免疫功能不同程度低于正常人群(P<0.05);随着肝硬化C hild A、C hild B、C hild C分级依次加重;肝硬化患者红细胞天然免疫功能麻醉前后差异无显著性(P>0.05);术后第3天R N IA F水平显著性下降(P<0.05)。肝硬化患者红细胞天然免疫黏附功能与水平相关。结论:红细胞天然免疫黏附功能可以作为判断肝病围手术期病情发展变化的指标,对判断手术后病情发展、肝功能和预后具有重要作用。