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病害是阻碍我国对虾养殖业可持续发展的关键因素,阐明对虾免疫代谢机制是解决该问题的前提和基础。血蓝蛋白(Hemocyanin,HMC)是近年来在对虾中发现的一种多功能含铜呼吸蛋白,其不仅具有多种免疫学活性和免疫调控功能,还可调控多不饱和脂肪酸的生成。有趣的是,最近本课题组发现敲降凡纳滨对虾血蓝蛋白(PvHMC)后可影响胆固醇调节元件结合蛋白(Sterol regulatory element binding proteins,SREBPs)的表达及其介导的脂质代谢,且其作用机制可能与内质网应激有关。然而,目前对于血蓝蛋白调控对虾免疫代谢轴的相关研究仍比较缺乏,为此,本研究采用qPCR、Western blot、细胞生物学和气相色谱等技术,对其进行了深入的探究,所获研究结果如下:1.血蓝蛋白对内质网应激调控的研究首先,从课题组前期的对虾血蓝蛋白互作蛋白质组中筛选出可能与血蓝蛋白相结合的潜在内质网应激蛋白——结合免疫球蛋白(binding-immunoglobulin protein,Bip),并采用基因克隆、原核表达获得GST-Pv Bip重组蛋白,Pull-down技术分析显示,PvHMC与Pv Bip存在相互作用。接着,采用RNAi、qPCR和Western blot技术分析在对虾体内干扰PvHMC对Pv Bip介导的内质网应激的影响。结果发现,PvHMC敲降48 h后,内质网应激相关基因(Pv Bip、Pv Xbp1s和Pv Chop)的转录和蛋白质表达水平均显著下降,下降幅度约为90%和43-65%,与对照组相比,存在极显著性差异(P<0.01)。继而,采用体外过表达和Western blot技术分析在果蝇S2细胞中过表达PvHMC对内质网应激的影响。结果显示,与对照组相比,PvHMC过表达36-48 h后,内质网应激相关基因(Pv Bip和Pv Xbp1s)的蛋白表达水平同步上调,上调幅度为2.8-3.2倍。最后,通过病原刺激构建体内PvHMC高表达模型,探究PvHMC高表达与内质网应激的相关性。结果表明,副溶血弧菌(Vibrio parahemolyticus)/海豚链球菌(Streptococcus iniae)刺激48-72 h,PvHMC与内质网应激相关基因(Pv Bip和Pv Xbp1s)的蛋白表达水平同步上调,与对照组相比,分别上调1.80-2.66/1.80-1.83倍和1.31-13.2/1.40-1.49倍。这表明,在病原刺激下,PvHMC与内质网应激相关蛋白的表达水平呈正相关。以上结果表明,PvHMC可以与内质网应激相关蛋白Pv Bip发生相互作用,且PvHMC可调控内质网应激相关基因(Pv Bip和Pv Xbp1s)的表达,推测血蓝蛋白可能正调控内质网应激。2.内质网应激对SREBP表达及脂代谢调控的研究首先,采用内质网应激抑制剂/激动剂处理以及qPCR、Western blot和GC等技术,分析对虾内是否存在“内质网应激-SREBP-脂代谢”轴。结果表明,注射内质网应激抑制剂(4-PBA)或激动剂(TM)后,内质网应激蛋白(Pv Bip、Pv Xbp1s和Pv Chop)的转录和蛋白表达水平均分别下调20-84%或上调2.24-13.0倍。与此同时,Pv SREBP的转录/蛋白质表达水平同步下调46%/58%或上调3.08倍/1.5倍;脂质合成相关基因(Pv FABP和Pv COX)转录水平同步降低78-90%或升高2.95-17.22倍;甘油三酯、不饱和脂肪酸含量同步降低40%、40-61%或上升3.5倍、1.46-1.85倍。与对照组相比,均存在显著性(P<0.05)或极显著性差异(P<0.01)。继而,通过感染副溶血弧菌构建内质网应激激活模型,进一步分析内质网应激、SREBP、脂代谢之间的关系。结果发现,在病原刺激下,内质网应激相关基因(Pv Bip、Pv Xbp1s和Pv Chop)和Pv SREBP的转录和蛋白表达水平显著上调,上调幅度分别为1.93-3.74和1.47-2.244倍;肝胰腺中多种不饱和脂肪酸(花生四烯酸、EPA和DPA)的含量同步上调,上调幅度为1.15-1.21倍。与对照组相比,均存在显著性(P<0.05)或极显著性差异(P<0.01)。以上结果说明,对虾内质网应激可以调控Pv SREBP的表达及其介导的脂质合成,推测对虾体内存在“内质网应激-SREBP-脂代谢”调控轴。3.血蓝蛋白通过内质网应激调控SREBP的表达及其对脂代谢和免疫的影响分析首先,采用RNAi、qPCR和Western blot技术分析PvHMC的敲降对“HMC-内质网应激-SREBP-脂代谢”轴的影响。结果发现,干扰PvHMC后,内质网应激相关基因(Pv Bip、Pv Xbp1s和Pv Chop)、Pv SREBP和脂质合成相关基因(Pv FABP和Pv COX)的转录、蛋白质表达水平均同步下降,下调幅度为56~98%,与对照组相比,均存在显著性(P<0.05)或极显著性差异(P<0.01)。继而,在干扰PvHMC的基础上回补内质网应激激动剂TM,进一步探讨PvHMC通过内质网应激调控Pv SREBP的表达及其对脂代谢和免疫的影响。结果表明,与“PvHMC干扰+DMSO”组相比,“PvHMC干扰+TM”组内质网相关基因(Pv Bip、Pv Xbp1s和Pv Chop)和Pv SREBP蛋白表达水平上调1.19-7倍,脂质合成相关基因(Pv FABP和Pv COX)的转录水平上调1.27-1.35倍,脂肪酸尤其是不饱和脂肪酸(花生四烯酸、EPA和DHA)的含量增加1.04-1.10倍;同时,免疫相关基因(Pvpro PO、Pv Lysozyme、Pv LGBP、Pv Lectin、Pv Mn SOD和Pv Catalase)的转录表达水平上调1.22-6.94倍。由此说明,在干扰PvHMC的基础上激活内质网应激可以逆转Pv SREBP、脂质合成相关基因、不饱和脂肪酸的含量和免疫相关基因的下调。以上结果表明,血蓝蛋白可通过内质网应激调控SREBP的表达,同时,影响其脂代谢和免疫功能。综上所述,本研究发现了对虾中存在“血蓝蛋白—内质网应激—SREBP—脂代谢和免疫”免疫代谢轴。所获结果为进一步揭示血蓝蛋白在免疫代谢网络中的地位奠定了良好的基础。同时,为寻找新的对虾病害防治策略提供了思路和候选靶位,促进我国对虾养殖业健康、可持续发展。