摘要果蝇(Drosophilamelanogaster)是生物学中重要的模式生物,其先天免疫主要由Toll和Imd两条信号通路调控,并且它们分别与哺乳动物的TLR和TNFR信号通路高度同源。因此,研究果蝇的先天免疫过程对后续深入探索哺乳动物的先天免疫调节机制具有重要的参考价值。<br> 在果蝇的免疫响应过程中,基因的表达可以被多层次的调控。microRNA(miRNA)作为一类重要的转录后调控因子能与信号通路中的抑制子、激活子或者信号通路下游的基因相结合实现对先天免疫的精细调控。但在免疫响应过程中关于miRNA自身的动态表达调控机制的研究相对较少。已有的研究显示,与蛋白编码基因类似,miRNA的时空特异表达同样离不开转录因子的调控。在先天免疫应答中,NF-κB家族作为关键的转录因子能够通过直接调控免疫效应因子的产生来抵抗外界病原刺激。果蝇Imd通路中的NF-κB样转录因子Relish能够通过直接调控抗菌肽的表达来抵御革兰氏阴性菌的侵染。那么,Relish是否也能调节miRNA表达参与果蝇Imd通路免疫响应至今仍较少涉及。通过前期多组学分析发现Relish能正或负调节miRNA表达,提示Relish调节miRNA表达参与了果蝇Imd免疫响应。因此,为深刻揭示Relish调控miRNA表达在果蝇Imd通路中的功能机制,本论文主要研究结果如下:<br> 1、利用Relish与启动子结合的motif,通过SmallRNA-seq、CHIP-seq等数据以及多种转录因子数据库(Targetscan、PROMO、TransmiR2.0),预测Relish可能调控miR-308。构建Relish突变果蝇株系,qRT-PCR技术检测Imd通路下游抗菌肽Diptericin(Dpt)表达情况,证实Relish突变果蝇株系构建成功且参与Imd通路免疫响应。利用qRT-PCR、双荧光素酶报告实验、染色质免疫共沉淀技术(ChIP)验证Relish直接与miR-308启动子区域结合从而激活miR-308的表达。<br> 2、构建miR-308突变果蝇品系,发现miR-308高表达果蝇品系促进抗菌肽Dpt、AttA的表达,说明miR-308与Imd免疫通路有相关性。又利用TargetScan和miRanda两种生物信息学软件预测miR-308在Imd通路中潜在的靶基因为Dredd和Tab2,利用qRT-PCR技术和双荧光素酶报告实验进一步得到结论:miR-308与靶基因Tab2-Ra/b和Dredd的3’UTR相结合,从而抑制靶基因的表达,参与免疫调控。另外,我们还用革兰氏阴性致死菌E.cloacae感染miR-308高表达果蝇,对其存活情况计数,发现miR-308能够影响果蝇生存率。<br> 3、构建Relish与miR-308sponge共同表达果蝇株系以及Rel68与miR-308sponge共同表达果蝇株系,在体内对Relish和miR-308参与果蝇Imd通路免疫调控的分子机制进行探究。结果表明转录因子Relish通过激活miR-308的转录进而对靶基因Dredd和Tab2起抑制作用,从而负向调节果蝇Imd免疫信号通路。<br> 4、对野生型果蝇注射E.coli后,检测其中Dpt、AttA、Relish、miR-308、Dredd和Tab2的动态表达情况研究,发现Relish在免疫后期阶段激活miR-308的表达避免果蝇因免疫过度而对自身产生的损伤。<br> 本文的研究结果阐明了Relish和miR-308之间的调控模式,对全面完善果蝇免疫稳态维持机制的研究和阐明动物先天免疫响应的复杂分子机制都具有重要的理论意义。
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