犬小肠上皮细胞株的建立及细粒棘球蚴可溶性蛋白对其诱导的转录组学研究

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囊型棘球蚴病由细粒棘球绦虫(Echinococcus granulosus,E.granulosus)引起,全球流行。犬是该病原体的最重要的终末宿主,阻断犬的感染是控制包虫病的核心。E.granulosus能够正常发育的前提是原头节在犬小肠上皮细胞的定植,若阻断其定植便可预防包虫病的发生。目前,因为国内外尚无可连续传代的犬小肠上皮细胞株,所以导致感染早期免疫应答及其调节机制研究滞后,成为当前包虫病疫苗研制的瓶颈。因此,在建立永生化犬小肠上皮细胞株的基础上寻找参与E.granulosus原头节定植的靶点可能是突破瓶颈的关键。目的:本研究拟通过转染外源基因的办法延长体外培养的犬小肠上皮细胞的寿命,建立具有正常上皮细胞形态和功能的犬小肠上皮细胞株,应用转录组测序技术解析E.granulosus原头节定植于犬小肠上皮细胞前后发生的分子事件,为研发适合终末宿主的有效保护疫苗提供候选抗原,为犬抗肠道寄生虫病疫苗研制奠定基础。方法:(1)采用组织块培养法分离培养原代犬小肠上皮细胞利用细胞形态学、间接免疫荧光法鉴定上皮细胞特性;LPS诱导后,利用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)方法检测炎性因子转录水平,鉴定原代犬小肠上皮细胞的功能。(2)构建基于慢病毒表达系统的稳转h TERT基因犬小肠上皮细胞株,连续传代超过50代后,间接免疫荧光法鉴定其上皮细胞特性,Western blot检测hTERT蛋白表达,LPS诱导后,Real-time PCR方法检测炎性因子转录水平,以确定其具有与原代犬小肠上皮细胞的相似的功能。(3)将细粒棘球蚴可溶性提取物(PSA)诱导犬小肠上皮细胞6h,转录组学测序后筛选E.granulosus原头节定植于犬小肠上皮细胞前后差异基因,Real-time PCR鉴定转录结果,分析E.granulosus原头节定植于犬小肠上皮细胞前后发生的分子事件,为解析细粒棘球绦虫感染的应答机制提供科学依据。结果:(1)组织块培养法获得原代犬小肠上皮细胞(p CIEC)可在24 h内贴壁,第3天开始细胞增殖,4天时达到增殖顶峰,5-7天细胞活性逐渐降低,在体外连续传代可培养至第10代。经胰蛋白酶差速消化纯化后,获得铺路石样原代犬小肠上皮细胞,生长曲线类似“S”形,上皮细胞特异性角蛋白18鉴定呈阳性,LPS诱导pCIECs后,炎症因子IL-1β、IL-6、IL-10、TNF-α的转录水平显著性提高。(2)成功建立了可连续传代的犬小肠上皮细胞株,命名为CIEC。CIECs表达h TERT蛋白,并具有与p CIECs相似的形态和功能。(3)运用RNA-Seq技术对经过PSA诱导6h的CIECs进行转录谱分析,筛选出692个差异表达基因(差异>1倍,P<0.05)进行GO、KEGG数据库富集分析。GO分析结果显示PSA诱导6h差异基因主要聚集的细胞组分(CC)是胞外区域,主要涉及的生物学过程(BP)是防御应答;KEGG分析结果表明,PSA诱导6h后,26个基因显著性聚集在MAPK信号通路,其中17个上调基因,9个下调基因。q RT-PCR验证其中10个差异基因,验证结果与组学筛选差异基因结果一致。结论:(1)利用组织块培养法可成功分离出原代犬小肠上皮细胞;获得的原代犬小肠上皮细胞具备肠上皮细胞的形态特征和生物学功能。(2)通过慢病毒载体成功将外源h TERT基因转入到p CIECs中。CIECs在形态学,细胞表型和p IECs无显著差别。(3)转录组学解析了犬小肠上皮细胞应对细粒棘球绦虫可溶性蛋白刺激CIECs时差异基因主要聚集的CC是胞外区域,主要涉及的BP是防御应答,显著性聚集在MAPK信号通路。
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