摘要果蝇(Drosophilamelanogaster)在与病原体相互作用的漫长过程中,逐渐形成了完善的先天免疫防御机制。果蝇的先天免疫主要依赖Toll和Imd两条信号通路,并且这两条通路在进化上分别与哺乳动物TLR(Toll-likeReceptor)和TNFR(TumorNecrosisFactorReceptor)通路高度保守。因此,果蝇成为研究昆虫与人类先天免疫的重要模式生物,阐明果蝇先天免疫稳态的调控机制对于探究人类复杂免疫调控机制以及免疫疾病的治疗具有重要意义。<br> 当外界病原体入侵机体时,果蝇的先天免疫信号通路被快速激活进而有效消灭入侵者。然而,免疫响应的严重不足或者持续激活均对果蝇造成危害甚至导致死亡。因此,果蝇通过正或负调控免疫通路的信号传导,从而有效维持先天免疫稳态。当前的研究已发现多种调节因子参与免疫响应的调控,其中miRNA通常作为负调节因子通过抑制免疫通路的关键基因表达参与免疫调控,而免疫相关miRNA自身如何被调控的却知之甚少。<br> Relish作为果蝇Imd通路的重要转录因子,主要通过促进多种抗菌肽的表达激活免疫响应。研究发现,当免疫持续激活时,Relish也能促进某些负调节因子的表达对Imd通路进行负调控。然而,Relish能否激活某些miRNA的转录进而负调控Imd免疫响应?Relish是否参与果蝇免疫稳态的调控?因此,为探究这些问题,本论文开展了系统的研究。具体内容如下:<br> 1.利用多种生物信息学方法预测可能受Relish调控的miRNA。将预测结果与实验室已获得的smallRNA-seq数据以及公共数据库中已有的ChIP-seq数据取交集,结合PROMO网站预测发现miR-275启动子区存在Relish的结合motif,最终锁定了miR-275为研究对象。利用Gal80ts-tub-Gal4系统构建Relish突变果蝇品系:Rel68高表达果蝇品系以及Relish敲低果蝇品系。检测不同品系在大肠杆菌刺激后不同时间点抗菌肽Diptericin的表达情况,结果表明Relish正调控Imd通路免疫响应。之后,体内实验表明Relish与miR-275的表达之间存在免疫正相关性,双荧光素酶报告系统实验以及ChIP-qPCR实验证明了Relish能够直接激活miR-275的转录。<br> 2.构建多种miR-275突变果蝇品系,检测大肠杆菌刺激后不同时间点抗菌肽Diptericin表达水平。此外,构建miR-275sponge与DptA-GFP共高表达果蝇,荧光显微镜下观察绿色荧光强度。这些结果表明miR-275负调节Imd免疫响应。利用生物信息学预测到miR-275可靶向Imd通路关键因子Dredd,体内外实验证明miR-275直接抑制Dredd负调控Imd免疫通路。统计分析感染革兰氏阴性致死菌E.cloacae的多种miR-275突变果蝇的生存率,结果表明miR-275的异位表达影响果蝇生存。<br> 3.构建Rel68与miR-275sponge共高表达果蝇品系,研究果蝇体内Relish以及miR-275在Imd免疫响应中的作用。结果发现在Rel68与miR-275sponge共高表达果蝇体内,miR-275的表达水平下调的情况下抗菌肽Diptericin以及靶基因Dredd均得到一定提高。这说明Relish的确能够通过激活miR-275转录进而抑制Dredd,下调Diptericin表达,实现对Imd免疫响应的负调控。在此基础上,进一步探究大肠杆菌感染后野生型果蝇体内的Diptericin、Relish、miR-275以及Dredd的动态表达模式。发现在免疫前期Relish大量累积,促进Diptericin的表达,从而正调控Imd免疫响应。在免疫响应中后期,Relish激活miR-275的表达,从而防止免疫响应的持续激活,在恢复Imd免疫稳态中发挥调控作用。<br> 本论文的研究结果表明,为了防止免疫过度激活,Relish动态转换自身角色负调控Imd免疫响应,在Imd免疫稳态调控中发挥双重作用。
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