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激素及其受体在免疫防御中发挥着重要的调节作用。在脊椎动物中,激素主要通过自分泌或旁分泌途径作用于相应的免疫细胞受体,通过改变受体的表达水平和结合活性来向细胞内传递各种不同的信号。目前,激素及其受体在无脊椎动物免疫应答中的调节研究尚处于起步阶段。因此,本研究以长牡蛎为探究对象,锚定雌激素受体(Estrogen Receptor, ER)和脂联素受体(Adiponectin Receptor, AdipoR),利用分子生物学、细胞生物学和生物信息学等相关技术,初步探究CgER和CgAdipoR在长牡蛎免疫调控中作用。
研究结果表明,长牡蛎雌激素(E2)受体基因CgER全长1458bp,编码486个氨基酸的肽段,含有两个保守的核受体超家族结构域,分别为配体结合区(LBD)和DNA结合区(DBD);进化分析表明,CgER首先与葡萄牙牡蛎Crassostreaanqulata的ER聚为一支,再与Mizuhopectenyessoensis的ER聚为一簇,最后与其它物种的ERs相聚类。长牡蛎脂联素(APN)受体基因CgAdipoR全长1206bp,编码402个氨基酸的肽段,含有一个保守的七次跨膜结构域。CgAdipoR与美洲牡蛎Crassostreavirginica的AdipoR聚为一支,最后再与其它物种的AdipoRs相聚类。
组织分布结果显示,CgER和CgAdipoR在长牡蛎血淋巴细胞、肝胰腺、神经节、闭壳肌、外套膜、唇瓣、鳃和性腺中均呈组成型表达。其中,CgER在性腺中表达量最高,CgAdipoR在血淋巴细胞中表达量最高。进一步分析发现,CgER蛋白主要分布于长牡蛎血淋巴细胞的细胞质中,Vibriosplendidus刺激1.5h后发生转位入核现象,V.splendidus刺激3h后,CgER在血淋巴细胞中的mRNA表达水平显著升高(p<0.05)。而CgAdipoR则在LPS刺激6-48h后的血淋巴细胞中呈上升表达,其在刺激24h后的表达量最高(p<0.01)。
对长牡蛎进行CgER蛋白抑制剂处理后,血淋巴细胞中CgIL17-1,CgIL17-2,CgTNF-1的表达量显著降低(p<0.01),CgIL17-5的表达量显著升高(p<0.01),而CgIL17-3、CgIL17-4和CgIL17-6没有显著变化。此外,长牡蛎血清中葡萄糖含量显著降低,而血淋巴细胞中p-AMPK明显升高。CgAdipoR转染HEK293T细胞后,胞内Ca2+含量显著升高。敲降CgAdipoR的mRNA表达再对长牡蛎进行LPS刺激后,血淋巴细胞中CgIL17-1、CgIL17-2、CgIL17-3、CgIL17-5和CgBcl-2的表达量显著降低(p<0.01),CgTNF-1的表达量显著升高(p<0.05),而CgIL17-4和CgIL17-6无显著变化,此外血淋巴细胞的凋亡率显著上升(p<0.05)。
综上所述,长牡蛎CgER和CgAdipoR在结构上高度保守,CgER能够响应V.splendidus刺激,调控细胞因子白介素的合成;CgAdipoR则能够响应LPS刺激,与配体APN结合后通过调控胞内Ca2+浓度进而发挥抑制细胞凋亡的作用。本研究为进一步探究长牡蛎雌激素受体和脂联素受体的结构和功能奠定了重要的理论基础,同时也为研究无脊椎动物激素在免疫调节和能量代谢中的作用提供了重要参考,丰富和发展了无脊椎动物免疫学内容。
研究结果表明,长牡蛎雌激素(E2)受体基因CgER全长1458bp,编码486个氨基酸的肽段,含有两个保守的核受体超家族结构域,分别为配体结合区(LBD)和DNA结合区(DBD);进化分析表明,CgER首先与葡萄牙牡蛎Crassostreaanqulata的ER聚为一支,再与Mizuhopectenyessoensis的ER聚为一簇,最后与其它物种的ERs相聚类。长牡蛎脂联素(APN)受体基因CgAdipoR全长1206bp,编码402个氨基酸的肽段,含有一个保守的七次跨膜结构域。CgAdipoR与美洲牡蛎Crassostreavirginica的AdipoR聚为一支,最后再与其它物种的AdipoRs相聚类。
组织分布结果显示,CgER和CgAdipoR在长牡蛎血淋巴细胞、肝胰腺、神经节、闭壳肌、外套膜、唇瓣、鳃和性腺中均呈组成型表达。其中,CgER在性腺中表达量最高,CgAdipoR在血淋巴细胞中表达量最高。进一步分析发现,CgER蛋白主要分布于长牡蛎血淋巴细胞的细胞质中,Vibriosplendidus刺激1.5h后发生转位入核现象,V.splendidus刺激3h后,CgER在血淋巴细胞中的mRNA表达水平显著升高(p<0.05)。而CgAdipoR则在LPS刺激6-48h后的血淋巴细胞中呈上升表达,其在刺激24h后的表达量最高(p<0.01)。
对长牡蛎进行CgER蛋白抑制剂处理后,血淋巴细胞中CgIL17-1,CgIL17-2,CgTNF-1的表达量显著降低(p<0.01),CgIL17-5的表达量显著升高(p<0.01),而CgIL17-3、CgIL17-4和CgIL17-6没有显著变化。此外,长牡蛎血清中葡萄糖含量显著降低,而血淋巴细胞中p-AMPK明显升高。CgAdipoR转染HEK293T细胞后,胞内Ca2+含量显著升高。敲降CgAdipoR的mRNA表达再对长牡蛎进行LPS刺激后,血淋巴细胞中CgIL17-1、CgIL17-2、CgIL17-3、CgIL17-5和CgBcl-2的表达量显著降低(p<0.01),CgTNF-1的表达量显著升高(p<0.05),而CgIL17-4和CgIL17-6无显著变化,此外血淋巴细胞的凋亡率显著上升(p<0.05)。
综上所述,长牡蛎CgER和CgAdipoR在结构上高度保守,CgER能够响应V.splendidus刺激,调控细胞因子白介素的合成;CgAdipoR则能够响应LPS刺激,与配体APN结合后通过调控胞内Ca2+浓度进而发挥抑制细胞凋亡的作用。本研究为进一步探究长牡蛎雌激素受体和脂联素受体的结构和功能奠定了重要的理论基础,同时也为研究无脊椎动物激素在免疫调节和能量代谢中的作用提供了重要参考,丰富和发展了无脊椎动物免疫学内容。