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背景:弓形虫是一种人畜共患、广泛传播、专性寄生于温血动物有核细胞内的机会性致病原虫。在细胞内寄生的演化过程中,弓形虫具备了通过多种途径来抑制凋亡的机制,使虫体获得了繁殖与发育的充分条件,一方面有利于与虫体的增值,另一方面也是引起宿主感染的持续和感染范围播散的原因。宿主蛋白组定量分析表明,在弓形虫感染阶段,大量的宿主细胞蛋白质表达谱发生了改变。作为研究细胞内寄生原虫的模型,弓形虫从基因水平改变宿主细胞内蛋白质表达的机制,目前还未见报道。 miRNAs正是具有这种调节功能的RNA分子。miRNAs是一种细胞基因组的自身组分,具有高度的种属特异性,通过与特定mRNA结合或调节特定mRNA的蛋白质翻译过程来调控基因表达。miRNA已经成为生命科学的研究热点之一。在正常状态下,miRNAs受到稳定的,完整的和平衡的转录因子、RNA结合蛋白等网络调节,对细胞环境的改变非常敏感。虫体的侵入,作为一种细胞自身的“异物”,可改变宿主细胞的内环境,这必然会引起宿主细胞 miRNAs表达水平的改变。 目的:观察弓形虫感染人巨噬细胞是否可以改变宿主 miRNA表达谱;研究与凋亡相关的miRNA及其靶基因的相互作用及其调节;初步揭示弓形虫通过干扰宿主细胞基因,调节人巨噬细胞凋亡的机制及其相关的信号通路,为研究寄生虫-宿主相互作用以及研发新型药物提供理论和实验依据。 方法:利用星状孢子素诱导细胞调亡途径,弓形虫感染后利用流式细胞仪检测细胞调亡。利用Western blotting观察凋亡途径中关键蛋白Bim的表达。利用高通量人类miRNAs基因芯片和qRT-PCR,分析弓形虫感染正常人巨噬细胞后miRNA表达谱及其改变。通过生物信息学软件分析 Bim与miR17~92 miRNAs的关系及miR17~92基因簇启动子上游转录因子 STAT3的结合位点。然后利用 Western blotting观察弓形虫感染后细胞内STAT3(pSTAT3)的变化。构建miR17~92基因簇启动子区域的荧光素酶报告基因(pGL3-Basic载体),与表达STAT3的表达质粒(pEZ-M02-STAT3-WT, pEZ-M02-STAT3-C)共转染至 MΦ细胞内,检测报告基因活性;构建Bim3’-UTRs片段(Bim-3′UTR-1, Bim-3′UTR-2和Bim-3′UTR-3)的荧光素酶报告基因(pSI-CHECK2载体),与表达 miR-17~92的质粒(pEZ-M02-miR-17~92)或 miR-17-5p抑制体及miR-20a抑制体共转染至M细胞内,检测报告基因活性。 结果:(1)弓形虫感染的MΦ的早期凋亡率明显下降; (2)弓形虫感染后导致MΦ内Bim表达下降; (3)通过miRNA基因芯片分析,弓形虫感染导致MΦ内miR17~92基因簇编码的miRNA表达显著升高; (4)荧光素酶实验结果显示,miR17~92基因簇所编码的miRNAs通过可结合Bim3′UTR区,抑制Bim蛋白的表达;Western blotting结果显示,miR17~92 miRNAs过表达或抑制表达均能够抑制或促进 Bim蛋白的表达; (5)荧光素酶实验结果显示,pSTAT3可以结合miR17~92基因簇启动子,促进miRNAs的表达量升高。Western blotting和qRT-PCR结果显示STAT3的活化或抑制均能够促进或抑制miR17~92 miRNAs的表达及其对Bim蛋白表达的影响。 结论:弓形虫感染人巨噬细胞可以经STAT3-miR17~92-Bim信号通路抑制宿主细胞凋亡。