惡性瘧原蟲表面蛋白1（Plasmodium falciparum erythrocyte membraneprotein1，PfEMP1），是目前研究最為廣泛的惡性瘧原蟲毒力因子之一，瘧原蟲進入人體紅細胞后，PfEMP1被置于紅細胞表面，改變紅細胞骨架及細胞膜表面結構，不同型PfEMP1具有與不同血管內皮受體（如ICAM-1，CSA和CD36等）相結合的能力，因此感染瘧原蟲的紅細胞在不同組織的血管內聚集，從而逃避了人體脾臟的殺傷作用，同時PfEMP1的多變性表達使得蟲體能夠逃避特異性免疫產(chǎn)生的抗體的殺傷和清除，因而惡性瘧原蟲可以長期在宿主體內寄生和繁殖。編碼PfEMP1的var基因家族一直是人們研究的重點。var基因家族共有60個家族成員，然而1個瘧原蟲每個生命周期只表達1個var基因，其余59個var基因均處于轉錄沉默狀態(tài)，這種轉錄表達的方式叫做互斥表達（mutuallyexclusive gene expression），是瘧原蟲為了逃避宿主免疫系統(tǒng)的抗原變異機制之一。 表觀遺傳機制對互斥表達進行調控，組蛋白賴氨酸甲基化酶SET2能夠三甲基化H3K36，形成的H3K36me3是var基因沉默的重要表觀遺傳標記。SET2上的SRI區(qū)域能夠特異性的與RNA pol II CTD區(qū)域的特異性結合從而使SET2發(fā)揮修飾H3K36的作用。 本試驗首先構建能夠表達SRI的重組質粒，轉染惡性瘧原蟲3D7株，轉染成功后的重組質粒表達的SRI與RNA pol II CTD結合，通過提高篩選藥物的濃度，增加外源SRI的表達量，使內源SET2與RNA pol II CTD的正常結合受抑制，最終導致H3K36me3減少，這一方法稱為SET2的顯性負載體的建立。上述試驗成功后，對var基因轉錄情況進行觀察發(fā)現(xiàn)，原var基因轉錄量顯著下調甚至被取代，而編碼妊娠相關性瘧疾PfEMP1的var2csa基因被轉錄激活。同時，大量惡性瘧原蟲研究表明H3K9me3與H3K36me3共同標記沉默的var基因，因此對H3K9甲基化酶進行抑制劑也會建立相同的表型。因此我們對包括H3K9甲基化酶抑制劑在內的一組組蛋白修飾酶抑制劑進行了考察。我們成功地觀察到在300nM的Chaetocin的作用下，兩株瘧原蟲均表現(xiàn)出了與前述PfSET2功能下調實驗所產(chǎn)生的var基因轉錄變化相同的表型，即原本唯一轉錄的var基因轉錄量顯著下調，var2csa基因被激活轉錄，并且這種var基因的轉錄轉換隨著Chaetocin的濃度加大或者處理時間延長而越發(fā)顯著。 結合先前文獻報道的對SET2進行基因敲除后，全部60個var基因均轉錄表達的結果，也就是說當SET2功能下調時，原始唯一轉錄的var基因轉錄量顯著下調，var2csa基因被激活轉錄；當SET2功能完全喪失時，所有var基因同時轉錄表達，以上說明在var基因家族成員進行的轉錄轉換過程中，存在一個順序先后，根據(jù)我們的實驗結果顯示var2csa基因則是在這個順序的最優(yōu)位置。同時，我們還對另一地理株HB3進行了相同的實驗，得到了與3D7株一致的結果。 1個瘧原蟲在每個生活周期只轉錄表達1個var基因，通常一個var基因連續(xù)表達若干代，然后轉換至表達另一個var基因，實驗及數(shù)學模型計算證明，這樣的var基因家族成員之間的轉換表達并非隨機發(fā)生，而是遵循一定的順序，然而目前尚無對于這一順序的闡述和詮釋的報道。在上述觀察到的var2csa基因從沉默轉變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，這是單純的var2csa基因的轉錄激活，還是這其中涉及到了var基因的轉錄轉換的順序過程呢？為了探索這一問題，我們利用惡性瘧原蟲DC-J株進行了不同方式的Chaetocin藥物抑制實驗，進一步確立了var2csa基因作為var基因轉錄轉化順序中的“轉換中介”作用，即所有var基因在開始轉錄下一個var基因前，都要先轉錄var2csa基因，然后以該基因為起點，轉至轉錄下一個var基因，開始新的轉錄表達。這是瘧疾研究領域對該問題的首次報道。 本實驗的最后部分對var基因的非編碼RNA（noncoding RNA，ncRNA）的轉錄機制進行了初步探索。var基因有一長一短兩個外顯子，處在兩外顯子之間的內含子具有啟動子的功能，可以從正義和反義兩個方向轉錄非編碼RNA（noncoding RNA，ncRNA）。然而，對惡性瘧原蟲var基因內含子轉錄活性的研究一直以來存在一個障礙，即var內含子在瘧原蟲染色體環(huán)境之外的核酸環(huán)境中，其轉錄ncRNA的活性喪失，變?yōu)橐粋�雙向轉錄mRNA的啟動子，這樣就對ncRNA的研究產(chǎn)生很大困難，同時這個問題本身亦是一個非常值得研究的科學問題，因此本試驗通過最大程度的模擬var基因內含子所處的核酸環(huán)境來構建重組質粒，考察熒光素酶信號來判定我們是否成功構建了含有轉錄ncRNA的內含子啟動子的重組質粒。我們成功構建了10種重組質粒，排除了多個可能存在影響var基因內含子啟動子性質的核酸元件所在的染色體位置，為日后的研究提供了參考。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：R382.31
【部分圖文】：

圖 1.1 var 基因的基因組結構及位置分布 .1 G e n o mi c o r ga ni z a t i on a n d nu c l e a r pos i t i on o f v ar 性瘧原蟲染色體亞端粒區(qū)通常分布指向染色體中部的 UpsB 組 var 基因，相反 UpsA組和/或 UpsC 組 var 基因, rif 和 stevor 基因家族通常位于亞端粒區(qū)的因家族之間，染色體中部則較為集中分布 UpsC組 var 基因。常 4-7 個惡性瘧原蟲的染色體在端粒部位聚在一起，形quets）這種結構，該結構使得位于亞端粒區(qū)的、具有相似 5′端序列 var 基因彼此粘連導致交換重組的發(fā)生[5]。另外，由于許多 rif 基psA 組 var 基因的 5′端相鄰，且相鄰區(qū)域兩基因的啟動子彼此間序因此推測這種 5′端序列之間交換重組可能也同樣發(fā)生在 rif 多基因因家族之間[10, 11]。位于亞端粒區(qū)的 UpsB 組與位于染色體中部的 組，尚不清楚。但是原本應該位于染色體中部的 UpsC 組 var 基因

圖 1.2 var 基因家族間重組模型[9]Fig.1.2 Model of recombination among var genes簇”的端粒區(qū)及中部的異位重組通常發(fā)生在具有相似 Ups 序列，相同轉錄染色體位置的 var基因之間，在減數(shù)分裂及有絲分裂過程中都可能發(fā)生。與其它組不同，主要進行本組之間的重組。var 基因與相鄰的 rif 基因家族組，但是未見與 stevors 有此種重組發(fā)生。性瘧原蟲 var 基因家族編碼的惡性瘧原蟲表面蛋白 1其多樣的 var 基因家族編碼的惡性瘧原蟲表面蛋白 1（Plum erythrocyte membrane protein 1，PfEMP1），是研究最為深入力因子。瘧原蟲進入寄生紅細胞后，將 PfEMP1 置于紅細胞表骨架和細胞膜表面結構，不同型 PfEMP1 具有與結合不同血管的能力，如 ICAM-1，CSA 和 CD36 等，因此感染瘧原蟲的紅

圖 1.3 var 基因家族間重組模型[14]Fig.1.3 The variant antigen family of PfEMP1 is central tohost-parasinteraction and pathogenesis.惡性瘧原蟲感染的成熟人紅細胞表面表達不同抗原表型且可結合不同毛細PfEMP1。聚集在腦部和胎盤毛細血管的感染紅細胞引起腦型瘧和妊娠相關性受體的結合，感染紅細胞之間通過血小板的聚集（clumping）以及感染的紅紅細胞之間的聚集以及感染紅細胞與樹突狀巨噬細胞的結合抑制宿主免疫應成瘧疾的發(fā)生。hyaluronic acid），透明質酸；TSP（thrombospondin），血栓黏合素;-1（endothelial/leukocyte adhesion molecule 1），內皮細胞/白細胞黏附分子 1；P-selectin），血小板選擇蛋白；-1（vascular cell adhesion molecule 1），血管細胞黏附分子 1；M(CD31，platelet endothelial cell adhesion molecule1),小板內皮細胞黏附分子 1；
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 胡錫敏,王善青,金玉明,童重錦,華德,陳冬燕,曾文;逆轉錄聚合酶鏈反應用于檢測惡性瘧原蟲的初步研究[J];中國公共衛(wèi)生;2001年05期

2 張再興,楊亞明,劉慧;惡性瘧原蟲二氫葉酸還原酶基因的突變[J];中國寄生蟲學與寄生蟲病雜志;2001年02期

3 陶靈 ,游弋;惡性瘧原蟲的一種過氧化物氧化還原酶的分子克隆和鑒定[J];國外醫(yī)學(寄生蟲病分冊);2001年02期

4 程洪海,王寧;研究人員發(fā)現(xiàn)了惡性瘧原蟲的攝食途徑[J];國外醫(yī)學(社會醫(yī)學分冊);2001年03期

5 郭志儒;岡比亞按蚊和惡性瘧原蟲的基因組測序完成[J];中國獸醫(yī)學報;2002年06期

6 肖娟;由線粒體DNA追蹤惡性瘧原蟲的起源[J];國外醫(yī)學(寄生蟲病分冊);2002年01期

7 黃澤亮 ,田江玲,張在友;惡性瘧原蟲和弓形體混合感染一例報告[J];右江醫(yī)學;2002年05期

8 張小萍,高琪,顧亞萍,王偉明,王麗琴;用聚合酶鏈反應技術鑒別惡性瘧原蟲不同地理株的初步研究[J];中國寄生蟲病防治雜志;2002年04期

9 楊亞明,張再興,董瑩,劉慧,周升,李麗,李崇珍,孫曉東,黃國珍,高白荷;云南省現(xiàn)場惡性瘧原蟲3個抗藥性基因點突變特征[J];中國熱帶醫(yī)學;2004年01期

10 ;惡性瘧原蟲種間的變異[J];國外醫(yī)學參考資料(寄生蟲病分冊);1975年06期

相關博士學位論文 前10條

1 周洪昌;惡性瘧原蟲動力素相似蛋白1的功能研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2008年

2 葉潤;惡性瘧原蟲野生株致病相關基因的轉錄調控研究[D];第二軍醫(yī)大學;2013年

3 程遠國;惡性瘧原蟲青蒿素類抗瘧藥物結合蛋白的研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院;2002年

4 張巖;惡性瘧原蟲和弓形蟲肝素結合蛋白質組的比較分析[D];吉林大學;2013年

5 高宇輝;惡性瘧原蟲候選抗原PfMAg-1的免疫保護效果評價[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2007年

6 張旭;惡性瘧原蟲表觀遺傳修飾對var基因轉錄調控的研究[D];吉林大學;2014年

7 杜承;惡性瘧原蟲Pf332抗原的免疫原性分析[D];吉林大學;2010年

8 李會良;利用基因組數(shù)據(jù)庫篩選惡性瘧原蟲抗原候選基因[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2001年

9 韓志富;惡性瘧原蟲動力素蛋白Pfdyn功能研究及感染惡性瘧原蟲紅細胞膜蛋白質組檢測數(shù)據(jù)分析[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2004年

10 陶艷琳;抗惡性瘧原蟲特異性人源抗體Fab片段的制備和研究[D];復旦大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 陳華;復方萘酚阿奇對延緩惡性瘧原蟲抗性的實驗性研究[D];大理學院;2011年

2 蔡紹雨;惡性瘧原蟲標準株的建立[D];大理學院;2013年

3 郝明明;克欽邦佤邦惡性瘧原蟲對氯喹等五種抗瘧藥抗性的體外測定[D];昆明醫(yī)科大學;2013年

4 趙輝;中緬邊境惡性瘧原蟲的態(tài)型研究[D];昆明醫(yī)學院;2011年

5 賈晶;新型惡性瘧原蟲（Plasmodium falciparum）基因表達平臺的建立[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2013年

6 王安平;惡性瘧原蟲抗氯喹pfcrt基因的研究[D];江蘇省血吸蟲病防治研究所;2005年

7 吳昕昕;惡性瘧原蟲MSP1蛋白C-末端19kD蛋白在家蠶桿狀病毒表面展示系統(tǒng)中的表達研究[D];浙江理工大學;2012年

8 張晶敏;云南省惡性瘧原蟲基因分型及抗藥性基因pfcrt的研究[D];昆明醫(yī)學院;2009年

9 胡東偉;我國惡性瘧原蟲地理株青蒿素抗性蟲株的體外培育及其敏感性測定[D];蚌埠醫(yī)學院;2012年

10 張巖;惡性瘧原蟲紅細胞表面膜蛋白1 DBLα區(qū)的功能分析[D];吉林大學;2009年

本文編號：2857714