本文關鍵詞：膠原蛋白網絡對秀麗隱桿線蟲表皮固有免疫的調節(jié)的研究

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【摘要】：哺乳動物的膠原蛋白含量非常豐富,約占總蛋白的25%-35%。膠原蛋白不僅負責維持組織的形態(tài)結構,而且在各種生理及病理過程中都有重要作用,其缺失或變異后會對機體產生嚴重影響,已知人類超過1300種疾病由膠原蛋白突變引起。目前,越來越多的報道顯示了膠原蛋白和免疫系統(tǒng)的關系。但是目前的研究大多關注單個膠原蛋白對特異性免疫細胞的作用,而忽視了膠原蛋白網絡作為一個高度交聯的整體對組織免疫微環(huán)境的調節(jié)。秀麗線蟲擁有175個膠原蛋白,大多集中在與表皮細胞頂膜相鄰的外皮細胞外基質中,與哺乳動物具有很高的同源性。在本課題中,我們充分利用秀麗線蟲簡單保守的固有免疫系統(tǒng)和基因敲除的易操作性等優(yōu)點,系統(tǒng)全面地解析膠原蛋白網絡對上皮細胞固有免疫的調控作用。我們通過逐一敲除秀麗線蟲外皮膠原蛋白,并用熒光報告基因檢測固有免疫應答激活情況,我們發(fā)現僅有6個膠原蛋白的缺失會導致上皮細胞固有免疫應答的激活,而其它成員缺失則無顯著影響。更有趣的是,這6個膠原蛋白的時間特異性表達曲線高度一致,預示它們之間很可能互相交聯形成一個專門調控固有免疫的亞網絡結構。這些結果顯示生物體龐大的膠原蛋白家族中可能有少數幾個具有基本的免疫監(jiān)控功能,在健康的細胞外基質中負責抑制上皮細胞的固有免疫系統(tǒng)。目前已知秀麗線蟲表皮相關固有免疫主要有四條高度保守的信號通路。秀麗線蟲可以通過這些通路來對不同類型的侵擾產生特異性應答,并且激活下游抗菌肽,溶菌酶,凝集素等免疫效應分子的表達。我們用遺傳學手段,將可以控制表皮抗菌肽表達的通路中的基因一一敲除,來分別阻斷每個通路,觀察這些通路的阻斷對膠原蛋白缺失引起的抗菌肽上調的水平變化。確定了這一調節(jié)作用所依賴的信號通路是經由頂部跨膜受體MUP-4和STAT家族蛋白STA-2傳導的。再次,我們發(fā)現雖然這6個膠原蛋白無一與表皮細胞免疫調節(jié)受體MUP-4共定位,但缺失其中任何一個膠原蛋白都會嚴重擾亂MUP-4的胞外結合蛋白BLI-1的定位,導致其從MUP-4上的脫離。根據目前的研究成果我們認為細胞外基質中的膠原蛋白網絡很可能通過一種二層級聯模式來對細胞外微環(huán)境進行免疫監(jiān)控:負責激活免疫應答的核心元素僅為一對膠原蛋白-受體復合體,同時為了提高預警敏感性,另有6個膠原蛋白間接控制核心膠原蛋白與受體的結合。而為了避免預警系統(tǒng)過于敏感,絕大多數膠原蛋白并不參與免疫應答的調控任務。本研究揭示了生物體細胞外基質對組織損傷造成的免疫應答進行調控的巧妙和精確性,為充分探究細胞外基質在免疫調節(jié)中的作用提供了新的思路。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R392

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