發(fā)布時間：2020-05-12 16:08

【摘要】：葡萄糖作為機(jī)體主要的能源物質(zhì),在機(jī)體免疫調(diào)控過程中,能夠通過改變代謝途徑進(jìn)行能量的重新分配,優(yōu)化免疫供能。在脊椎動物中的研究發(fā)現(xiàn)多種糖代謝激素既能調(diào)控葡萄糖代謝,又能作為免疫調(diào)節(jié)分子,直接參與免疫效應(yīng)的調(diào)節(jié),發(fā)揮了平衡機(jī)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的作用,但目前在無脊椎動物,關(guān)于糖代謝激素免疫調(diào)節(jié)作用的研究十分有限。本研究以甲殼動物凡納濱對蝦(Litopenaes vannamei)和中華絨螯蟹(Eriocheir sinensis)為實驗對象,利用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等生物學(xué)技術(shù)手段,對甲殼動物凡納濱對蝦中兩種高血糖激素LvCHH I和LvCHH II以及中華絨螯蟹胰島素樣肽(EsILP)的功能及免疫調(diào)控作用進(jìn)行了初步研究。本研究克隆了凡納濱對蝦CHH家族中的兩個成員(ADL27417和AAN86057),并將其重新命名為LvCHH I和LvCHH II,發(fā)現(xiàn)其分別含有一個/兩個甲殼動物內(nèi)分泌激素結(jié)構(gòu)域。LvCHH I和LvCHH II蛋白在凡納濱對蝦眼柄中具有相似的表達(dá)模式,主要分布在竇腺和視上神經(jīng)節(jié)內(nèi)分泌細(xì)胞中。白斑綜合癥病毒(WSSV)感染后,凡納濱對蝦眼柄中LvCHH I和LvCHH II在轉(zhuǎn)錄水平顯著上升,同時血淋巴上清中葡萄糖含量在WSSV刺激后的12、24小時顯著增加,而血淋巴細(xì)胞內(nèi)葡萄糖含量在WSSV刺激后6小時顯著下降,12小時后再次上升。將LvCHH I的重組蛋白注射到凡納濱對蝦體內(nèi),發(fā)現(xiàn)血淋巴葡萄糖水平在刺激后0.5小時開始增加,并在3小時達(dá)到最大值,而LvCHH II重組蛋白刺激的凡納濱對蝦血淋巴葡萄糖在開始的0.5小時迅速下降,隨后在3小時顯著上升。血淋巴細(xì)胞中活性氧(ROS)水平在LvCHH I重組蛋白刺激后3-6小時顯著降低,然而LvCHH II重組蛋白處理后未見ROS水平的顯著變化。LvCHH I和LvCHH II均能夠定位于凡納濱對蝦的血淋巴細(xì)胞膜,并誘導(dǎo)原代培養(yǎng)的血淋巴細(xì)胞內(nèi)抗病毒相關(guān)的免疫效應(yīng)分子表達(dá)水平的變化:rLvCHH I孵育3小時后的血淋巴細(xì)胞中超氧化物歧化酶和LvRelish在轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)量均顯著上升,抗菌肽分子crustin和penaeidin-4在轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)量也顯著增加。與rLvCHH I不同,與rLvCHH II孵育后的原代血淋巴細(xì)胞中,超氧化物歧化酶和LvRelish轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)量未發(fā)生明顯變化,但抗菌肽crustin和penaeidin-4轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)量顯著增加。克隆獲得中華絨螯蟹EsILP基因,其開放閱讀框為216 bp,編碼71個氨基酸。其多肽序列中包含一個胰島素家族中保守的胰島素樣生長因子結(jié)構(gòu)域,在該結(jié)構(gòu)域中含有4個高度保守的半胱氨酸位點。EsILP的轉(zhuǎn)錄本及蛋白主要表達(dá)于中華絨螯蟹的肝胰腺和眼柄神經(jīng)節(jié)及胸腹神經(jīng)團(tuán)中。注射EsILP重組蛋白后,中華絨螯蟹血淋巴上清中葡萄糖水平顯著下降。嗜水氣單胞菌刺激后,EsILP的轉(zhuǎn)錄本在代謝和內(nèi)分泌組織中呈現(xiàn)出相反的響應(yīng)模式:在肝胰腺中,嗜水氣單胞菌刺激誘導(dǎo)EsILP轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)量的顯著下降,而在血淋巴細(xì)胞和眼柄中,EsILP轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)水平在菌刺激后顯著上升。上述研究結(jié)果表明,凡納濱對蝦LvCHH I屬于CHH家族的I型多肽,它參與上調(diào)血清中的葡萄糖水平并可能參與血淋巴細(xì)胞內(nèi)的過氧化物的清除,LvCHH II屬于CHH家族的II型多肽,不參與調(diào)節(jié)血糖水平的持續(xù)上升。兩種LvCHHs都能夠響應(yīng)WSSV刺激,并通過與血淋巴細(xì)胞結(jié)合,激活下游NF-κB信號通路,誘導(dǎo)多種免疫效應(yīng)分子的表達(dá),參與調(diào)控抗病毒免疫反應(yīng)。在中華絨螯蟹中發(fā)現(xiàn)的Es ILP分子具有胰島素家族保守的氨基酸序列特征和降血糖活性,其轉(zhuǎn)錄本與蛋白在代謝和內(nèi)分泌相關(guān)組織呈較高表達(dá)。在嗜水氣單胞菌刺激后,EsILP在肝胰腺和血淋巴細(xì)胞中的相反表達(dá)模式暗示了該分子可能調(diào)控了兩種組織中葡萄糖代謝的轉(zhuǎn)變。在甲殼動物中,CHH和ILP能夠響應(yīng)病原刺激,參與調(diào)控免疫防御過程中的能量供給,其中CHH能夠誘導(dǎo)免疫效應(yīng)基因的表達(dá),參與免疫反應(yīng)的調(diào)控。
【圖文】：

等無脊椎動物，如果蠅（Caenorhabditis elegans）、海綿（Metazoan maries）的胰島素/ 胰島素樣生長因子受體及下游信號通路中的關(guān)鍵分子 IR, Akt 與高等哺乳動物相似度較高，由此可見，機(jī)體胰島素信號通路的高等動物和低等動物中是保守的。2 胰高血糖素高血糖素是高等動物中一種由 29 個氨基酸構(gòu)成的調(diào)控分解代謝的多肽1950 年，Roger Unger 首次在胰臟的 α 細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)胰高血糖素的存在其與胰島素具有相反生理效應(yīng)(Aronoff et al., 2004)。因此 Unger 提出了激素調(diào)節(jié)模型，當(dāng)血糖水平降低至一定閾值以下時，胰高血糖素分泌增加臟中肝糖原分解為葡萄糖，從而使血糖恢復(fù)到正常水平。進(jìn)食后，機(jī)體內(nèi)源葡萄糖的供給，因而胰高血糖素的合成遭到抑制。當(dāng)胰島素在肝臟用時，胰高血糖素的抑制效應(yīng)將導(dǎo)致肝糖原輸出的全部抑制（圖 1-2）。

圖 1-3 有機(jī)體能量的來源和去向(French et al., 2009)Fig 1-3 The source and application of energy (French et al., 2009)中產(chǎn)生的小分子物質(zhì)也會影響免疫細(xì)胞的成熟分化以及免疫效應(yīng)的g et al., 2014)。免疫系統(tǒng)與代謝系統(tǒng)的雙邊調(diào)節(jié)中，糖代謝激素作為二號分子，，在協(xié)調(diào)能量內(nèi)穩(wěn)態(tài)和免疫內(nèi)穩(wěn)態(tài)中，具有不可或缺的作用代謝激素對免疫細(xì)胞能量代謝的調(diào)控細(xì)胞是機(jī)體識別并清除病原體，發(fā)揮免疫效應(yīng)的主要戰(zhàn)場。因此，理素對免疫細(xì)胞內(nèi)能量狀態(tài)和代謝狀態(tài)的調(diào)控對于理解糖代謝激素的用具有重要意義。素受體在靜息的 T 淋巴細(xì)胞中表達(dá)量極低，當(dāng)被分裂素或抗原激活達(dá)于 T 淋巴細(xì)胞的細(xì)胞膜上(Stentz and Kitabchi, 2003)。T 淋巴細(xì)胞中
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S945

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本文編號：2660482