论文部分内容阅读
后生动物肠道拥有复杂的共栖、共生微生物群落,参与宿主广泛的生理活动,包括营养、发育、分化和免疫,维持肠道内环境稳态,但微生物的数量和质量响应于宿主生理的变化而动态波动。宿主响应和调控这种动态变化以及维持内环境稳定的机制仍然很大程度上未知。哺乳动物肠道共生菌种类繁多（1000多种）,而昆虫肠道共生菌种类仅占其1/50,因此,研究昆虫宿主与肠道微生物之间的相互作用相对较为容易。如今,果蝇和蚊子已被建立模型,用于解读肠道与其微生物之间复杂的相互作用。本研究首先通过RNAi技术从含CCP结构域基因中筛选出与肠道微生物组负荷相关的基因-Mesh,并在mRNA水平和蛋白水平进行功能验证;依据转录组测序结果,在昆虫模式动物中探索出:Mesh调控Duox的表达,影响ROS活性进而使宿主肠道微生物组负荷改变;16s rDNA焦磷酸测序结果提示基于Mesh-Duox轴的调节途径对特定细菌是特异性的。然后利用RNAi技术在依蚊体内从昆虫肠道免疫应答传导途径中探索出Mesh介导的Duox表达传导途径,即Mesh-Arrestin-ERK/JNK信号级联-Duox。在果蝇体内及体外（S2细胞）敲低、敲除与过表达,以及挽救一系列实验进一步佐证了Mesh-Arrestin-ERK/JNK信号级联-Duox这条通路;通过研究Mesh介导IMD和P38传导途径的免疫应答和Mesh介导Gaq-磷脂酶Cβ-Ca2+传导途径的免疫应答以及Mesh介导Nox-ROS产生的免疫应答。结果表明Mesh介导的和上述通路介导的ROS产生彼此独立。最后对探索出Mesh介导Duox表达的传导途径进行体内系统性验证,即在基础情况下,Mesh及其途径中的各个元件的表达情况,Mesh沉默后消除效应分子的表达;在无菌条件下,进一步定量、定性验证,投喂一定数量的共生菌（从昆虫肠道分离鉴定）观察Mesh及其传导途径中的各个元件的表达情况,从而验证Mesh-Arrestin-ERK/JNK信号级联-Duox。我们的研究揭示了一条新的Duox表达的微调机制来调控昆虫肠道共生菌与宿主之间的作用。总之,我们利用两种昆虫为研究对象,筛选与肠道免疫相关的靶基因,并深入探索免疫基因的传导途径与免疫应答机制,在调控昆虫肠道共生菌的作用,促进探明肠道共生菌与宿主相互作用的机理,有助于利用共生控制策略防治蚊媒传染病;同时昆虫天然免疫与哺乳动物较为相似,也为高等动物天然免疫的研究提供参考。