线粒体——抗病毒感染的重要细胞器

线粒体不但是细胞内重要的能量提供者,而且在病毒感染后引起的细胞凋亡中扮演着极为重要的角色。新发现的线粒体抗病毒蛋白将线粒体与先天性免疫联系起来,这也意味着宿主免疫反应和细胞凋亡可能与线粒体密切相关,显示出线粒体在细胞内的重要作用,提示应加强对线粒体在抗病毒感染和治疗等方面作用的研究。     

家蚕先天免疫基因 Bmimd 的克隆、表达及序列分析

昆虫的先天免疫应答由一组基因通过级联网络调控实现。果蝇 Drosophila 免疫缺陷(immune deficiency, imd)基因在体液免疫信号传递途径中起着重要的作用。我们利用生物信息学方法进行电子克隆,成功地找到了 imd 基因在家蚕 Bombyx mori 中的同源体,命名为 Bmimd。该基因全长1 092 bp,由 4 个外显子和 3 个内含子组成,开放阅读框(open reading frame, ORF)长 750 bp,编码 250 个氨基酸,预测蛋白质分子量为 28.6 kD。Bmimd 序列中含有一个致死结构域,经聚类分析表明该结构域与哺乳动物的受体相互作用蛋白(receptor interacting protein, RIP)相似。将该基因亚克隆到 PET-50b 载体进行原核表达,表达出了带有 2 个 6×His tag 和 1 个 Nus·Tag 标签的重组蛋白。Western blotting 结果表明 Bmimd 蛋白在 5 龄 4 天家蚕的头、脂肪体 、生殖腺、表皮和中肠中都有表达,但丝腺中没有检测到表达。     

斑马鱼胚胎的简易无菌培养体系及单增李斯特菌感染试验北大核心CSCD

【目的】斑马鱼的生活环境中微生物众多,会激活其先天免疫系统,从而影响相关试验结果,因此需建立适合于感染与免疫研究的斑马鱼无菌培养体系。【方法】建立了基于受精卵短时消毒和温控正压无菌隔离器的培养流程;根据无菌动物标准对斑马鱼胚胎及其生活环境进行微生物检测;并通过定量PCR检测无菌斑马鱼先天免疫相关基因(TLRs)表达水平;利用无菌斑马鱼胚胎模型进行了单增李斯特菌感染试验。【结果】本研究成功建立了斑马鱼培育的无菌操作系统,无菌检验结果显示其生活环境及体内不含病原微生物,先天免疫分子TLRs表达量较低或不表达,而常规培养斑马鱼以及浸泡感染单增李斯特菌的无菌斑马鱼中这些基因转录水平较高。无菌斑马鱼对单增李斯特菌强毒株EGDe静脉注射感染很敏感,100 CFU感染量能导致鱼在1周内全部死亡,而其mpl或plc B基因缺失株感染后致死率显著下降(分别为70%和40%)。巨噬细胞在亲本株EGDe浸泡感染的鱼肠道周围聚集,而mpl或plc B基因缺失株感染的鱼中几乎观察不到这一聚集现象。【结论】通过简易培养体系获得的无菌斑马鱼胚胎可用于先天免疫和病原感染机制等研究。     

家蚕肽聚糖识别蛋白L1参与Imd信号通路

【目的】肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRP)作为一个重要的模式识别受体,在家蚕Bombyx mori的先天免疫中发挥重要的作用。本研究主要探讨家蚕PGRP-L1基因的功能及其所参与的免疫信号通路。【方法】本实验通过RT-PCR扩增获得家蚕PGRP-L1基因。利用微生物诱导实验对5龄起蚕分别注射大肠杆菌Escherichia coli、酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和PBS,12 h后取体壁和头部提取RNA,然后采用RT-PCR和凝胶电泳技术测定BmPGRP-L1基因的表达水平;利用RNA干涉实验向5龄起蚕注射PGRP-L1 dsRNA或PBS,6 h后再分别注射3种灭活的微生物或PBS,然后检测家蚕体壁及头部的免疫相关转录因子(Rel,Cactus和Relish)以及家蚕多个抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)基因(攻击素基因Attacin,Moricin和葛佬素基因Gloverin)的表达情况。【结果】微生物诱导实验显示,注射大肠杆菌的实验组比注射PBS的对照组Bm PGRP-L1基因转录水平显著上调,而注射酿酒酵母和枯草芽孢杆菌的实验组Bm PGRP-L1转录水平没有变化。利用RNAi技术成功敲低Bm PGRP-1表达,对Bm PGRP-L1敲低的5龄起蚕注射灭活的微生物,敲低实验组relish因子表达低于正常对照组,相应地抗菌肽基因的表达也有不同程度的下调。【结论】结果提示,BmPGRP-L1基因参与家蚕对革兰氏阴性菌大肠杆菌的免疫响应;Bm PGRP-L1基因在家蚕的体壁和头中参与Imd信号通路。     

MST1/2调控先天免疫的功能和机制

Hippo信号通路通过一系列激酶级联反应,实现对细胞增殖、器官大小以及组织再生等方面的调控。其中,MST1/2是核心激酶Hippo蛋白在哺乳动物中的同源物,对于下游信号通路的激活至关重要。此外,MST1/2在细胞分化、形态和细胞骨架重排等方面也发挥重要作用。近期多项研究工作指出,MST1/2参与调控免疫T细胞的粘附、迁移、归巢和抑制性Treg细胞的成熟与功能,以及心肌细胞自噬等过程。有趣的是,这一功能是不依赖经典的Hippo信号通路的,被称为“非经典Hippo信号通路”。最新的研究结果揭示了MST1/2通过非经典Hippo信号通路调控先天免疫巨噬细胞对病原菌或病毒的免疫应答,包括巨噬细胞的吞噬、细胞因子(炎症因子、趋化因子、Ⅰ型干扰素等)和线粒体活性氧的产生,从而在机体抵抗细菌病毒感染、炎症相关癌症、动脉粥样硬化等疾病中发挥重要功能。本文对MST1/2调控先天免疫功能、相关分子机制和疾病进行了总结和讨论。     

吉林省长白县森林生态承载力评价

自然生态状况、发展过程中受到的压力以及区位条件均会对森林生态系统造成影响。基于当今生态问题和环境追究责任制的需要, 将承载力与生态安全相结合, 沿用PSR 模型, 以熵权法确定指标权重, 分析吉林省长白县森林生态承载力变化情况。结果表明长白县森林生态承载力指数变化呈递增趋势, 2013 年达到峰值(0.68), 明显高于全国水平(0.55), 生态状况安全。同时其结果受状态指数和压力指数的共同影响, 但压力指数影响较小, 且一直保持较低水平,这与当地工业欠发达有关。森林生态承载力指数和状态指数曲线变化趋同, 表明在三大指标群中, 森林自身健康起着关键性作用, 其对提升森林生态承载力和保障森林生态安全有着重要意义。     

家蝇Denfensin-1基因的克隆、诱导表达及启动子活性分析

【目的】鉴定一种新的家蝇Musca domestica防御素基因, 并分析其功能。【方法】从家蝇转录组数据库中鉴定了1条新的防御素基因cDNA序列, 并将其命名为家蝇防御素1 (Md-defensin-1)基因Mdde-1。利用生物信息学网站、 软件预测其结构等信息。以实时荧光定量PCR技术研究该基因的表达模式, 并且利用基因步移技术获得了启动子序列, 同时采取细胞转染技术验证Mdde-1启动子活性。【结果】该序列包含一个276 bp的开放阅读框, 编码91个氨基酸残基。推导的氨基酸序列N端包括1个23个氨基酸残基的信号肽和1个28个氨基酸残基的前肽。成熟肽由40个氨基酸残基组成, 含有1个典型的CSαβ基序。实时荧光定量PCR结果显示, 家蝇2龄幼虫受金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus (G+)刺激后Mdde-1表达明显上调, 而大肠杆菌Escherichia coli (G^-)刺激后表达下调;Mdde-1在家蝇幼虫受到热激时呈上调表达。为进一步研究其调控机制, 克隆了Mdde-1启动子, 并证明了该启动子具有活性。【结论】据此认为Mdde-1是一种新的家蝇防御素, 并且在免疫革兰氏阳性菌方面发挥重要作用; 同时我们首先证明了Mdde-1的启动子具有活性。本研究为进一步研究家蝇防御素的作用机制奠定了基础。     

克氏原螯虾一种新型甲壳素基因的鉴定和抑菌功能研究

抗菌肽是无脊椎动物非特异性免疫系统中重要的免疫因子,抗菌肽具有良好且广谱的抗菌活性,并且不易产生耐药性,有望替代传统抗生素药物发挥功能.甲壳素(Crustin)是目前甲壳类动物中研究比较广泛的一类抗菌肽家族.研究鉴定了来自克氏原螯虾(Procambarus clarkii)中的一种新型Crustin基因,命名为Pc-C...     

免疫能力与动物种群调节和生活史权衡的关系

在生物医学和动物科学领域,免疫能力是指有机体对疾病的抵抗能力.近年来,对野生动物免疫能力的研究是一个新兴的热点领域,它与生态学结合,产生了生态免疫学.本文从生态学的角度,介绍了免疫能力的概念、影响因素及其与动物种群调节机理的关系,概述了与小型哺乳动物种群密度波动有关的免疫衰退假说、免疫能力选择假说和冬季免疫增强假说,总结了免疫能力与能量代谢和内分泌特征之间的关系,并对免疫能力在生活史权衡研究中的最新进展,即有机体生长与免疫、繁殖与免疫之间的权衡关系等进行了阐述,最后结合国际上本学科研究的发展动态,提出了一些未来的研究方向.     

病原细菌调控丝裂原激活蛋白激酶信号介导先天免疫的机制研究进展

信号传导途径使细胞能够对复杂的外界环境刺激及时做出反应,从而针对不同病原菌感染产生生物学效应。丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)及其下游靶标作为将环境输入转化为大量细胞程序的最重要信号模块之一,在哺乳动物细胞中最为常见,几乎参与绝大多数细胞的生理和病理反应。MAPK响应各种环境压力刺激,包括细菌感染和炎症,以此调节宿主的免疫反应。近期研究表明,病原菌在感染期间会释放特定效应物或毒素来劫持MAPK通路,劫持方式分为两种,一种是通过降解关键蛋白影响信号传导,更主要的一种是影响宿主细胞翻译后修饰,如磷酸化、泛素化等来调节诸多细胞进程。本文讨论了MAPK在先天免疫中的调节激活过程,并研究病原细菌如何进化出复杂机制来操纵MAPK激活以增强自身感染,以及作为新型抗病原感染和肿瘤免疫治疗靶点的潜在作用。