鮸鱼长链非编码RNA LTCONS7822的分子调控机制研究

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先天免疫又被称为自然免疫,是生物体抵抗外来病原危害的第一道免疫防线。不同的生物体所处的环境不同,因此有各自的一套免疫系统。先天免疫系统主要依靠各种模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)从而能够快速识别外来病原体以及携带的各种病原体相关分子模式(pathogen-associate molecular patterns,PAMPs),通过不同的信号通路将信号快速传递到关键的下游适配器蛋白,以激活各种宿主进行免疫应答。在此过程中,机体宿主细胞能快速反应,产生相应的炎性细胞因子,快速消灭或阻断病原微生物,以应对外来病原的入侵。长期的研究表明,非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)中存在一类可作为生物体免疫调控因子的RNA,被称为长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA),可参与基因印记、剂量补偿、转录增强和反义调控。lncRNA可以通过不同的机制模型调节靶点。例如一些lncRNA可以直接与异核核糖核蛋白或染色质修饰复合物相互作用,而一些lncRNA作为竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)充当竞争元件来发挥作用,并通过竞争共享的mi RNAs与m RNAs相互作用。干扰素基因刺激物蛋白(stimulator of interferon gene,STING;Mediator of IRF3 activation,MITA),已被确定为先天抗病毒反应的关键介质。在哺乳动物中,各种研究已经确定了MITA在I型干扰素对DNA病毒和某些RNA病毒的反应中起到转录诱导信号分子的重要作用。此外,MITA介导信号通路的机制以在先天抗病毒反应中被广泛研究。而在硬骨鱼中,也已经被证实MITA可以靶向调控一些基因介导的信号通路调节先天免疫的例子。由于上述研究大多是在哺乳动物中进行的,对低等脊椎动物lncRNA的研究很少。鮸鱼(miiuy croaker,Miichthys miiuy)作为重要的海产经济鱼类之一,每年都可以为我国渔业生产带来巨大的经济收益,其全身都具有很高的经济和药用价值,近年来随着工业化进展,海洋污染加剧,病原体对海洋生物的破坏越来越严重。因此,迫切需要通过研究鮸鱼的相关免疫调控机制,从而减少病原微生物对养殖产业造成的经济损失。在本研究中报道了一种新的lncRNA LTCONS7822,它可以对鮸鱼的抗病毒免疫发挥积极的调节作用。通过针对性的免疫实验,本研究得到的结论如下:1.通过对lncRNA LTCONS7822的基因特征性分析,与鮸鱼亲缘相近物种的lncRNA序列进行比较,发现其在硬骨鱼中具有较高的相似性,认为其在生物体内具有一定的进化保守性。鮸鱼线性基因分析表明,lncRNA LTCONS7822位于基因ccnd2b和llph之间。通过潜在编码计算器(coding potential calculator,CPC)预测,lncRNA LTCONS7822具有浅编码潜力,蛋白质免疫印迹实验验证lncRNA LTCONS7822的非编码性。2.在实时荧光定量实验,在本研究中检测了poly(I:C)刺激或弹状病毒(Siniperca chuatsi rhabdovirus,SCRV)感染刺激后鮸鱼肝脏细胞中的lncRNA LTCONS7822表达水平。实验结果显示在poly(I:C)刺激或SCRV感染下lncRNA LTCONS7822表达量都会出现显著的变化。并且将lncRNA LTCONS7822和病毒因子转染鮸鱼肝脏细胞,然后分别使用不同的刺激处理转染后的鮸鱼肝脏细胞,实时荧光定量实验检测结果显示lncRNA LTCONS7822能够促进抗病毒基因的表达。3.本研究发现lncRNA LTCONS7822可以在m RNA和蛋白质水平上上调MITA的表达。通过使用实时荧光定量实验,实验结果证明lncRNA LTCONS7822的过表达质粒对MITA的表达有上调作用,进一步通过蛋白质免疫印迹实验论证了在蛋白水平上,lncRNA LTCONS7822可以促进MITA的蛋白表达水平。4.基于MITA被认定为由细胞溶质病毒或微生物核酸触发的先天免疫的关键信号分子,在哺乳动物和硬骨鱼中都被证实对NF-κB和IRF3信号通路具有调节作用,进一步探索了lncRNA LTCONS7822通过靶向鮸鱼MITA参与信号通路的调控,通过检测鲤鱼上皮瘤细胞(Endothelial Progenitor Cells,EPC)中过表达MITA表达质粒在刺激下对不同报告基因活性的影响,实验结果显示过表达鮸鱼MITA表达质粒,报告基因有明显的激活效果,并且进一步验证了lncRNA LTCONS7822通过靶向MITA上调NF-κB和IRF3信号通路。综上所述,lncRNA LTCONS7822作为调控因子在MITA介导的信号通路起重要的调控作用。综上所述,实验结果表明lncRNA LTCONS7822作为调控因子参与调控病毒感染引起的免疫反应,本研究为深入探索lncRNAs在鱼类病原体感染的免疫应答调控网络中的作用提供了理论基础。这种严格的正向调节机制对于减轻病毒反应和避免病毒逃避至关重要。这些数据不仅提供有关lncRNAs作为鱼类抗病毒免疫反应中涉及的反馈调节剂的信息,而且还丰富了lncRNAs介导的宿主-病原体相互作用网络。
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