BMP信号通路调节果蝇血细胞吞噬和造血功能研究

作     者：张文豪 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：金丽华

授予年度：2023年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071003[理学-生理学] 

主      题：果蝇 BMP信号通路 吞噬 Gbb 造血功能 

摘      要：天然免疫是果蝇抵抗病原微生物入侵的第一道防线,分为体液免疫和细胞免疫。浆细胞的吞噬作用是细胞免疫的重要组成部分,负责清除发育过程中产生的凋亡细胞和入侵的病原微生物。浆细胞吞噬功能的分子机制依旧不明确。淋巴腺是果蝇幼虫时期主要的造血器官,根据细胞类型分为三个区域,皮质区(cortical zone,CZ)、髓质区(meduliary zone,MZ)和PSC区。正常情况下,淋巴腺应处于动态平衡之中,但维持淋巴腺稳态的分子机制依旧不清晰。骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)属于转化生长因子β(TGF-β)超家族的一员,参与多种生物学过程,包括卵发生、胚胎中胚层的形成、中肠形态发生以及干细胞维持。但BMP信号通路在浆细胞吞噬和淋巴腺稳态维持中的功能尚不明确。本研究利用果蝇UAS-Gal4系统和BMP信号通路基因RNAi果蝇筛选了参与影响浆细胞吞噬和淋巴腺稳态的BMP信号基因。此外,重点关注了gbb基因对淋巴腺稳态的影响,使用遗传学和细胞生物学技术分析了gbb基因在造血功能中的作用。本文的主要研究结果如下:1、在幼虫中,Dpp、Gbb、Tkv、Wit、Brk和Omb促进浆细胞吞噬Fluo Sphere Microspheres,Dpp、Gbb、Tkv、Wit和Brk促进浆细胞吞噬革兰氏阴性菌,Gbb促进浆细胞吞噬革兰氏阳性菌。在成虫中,Gbb促进浆细胞吞噬Fluo Sphere Microspheres,而Put抑制。2、在CZ区,Gbb、Wit、Put、Sal和Brk抑制浆细胞分化,在MZ区,Dpp和Put促进前体血细胞分化,而Gbb、Wit、Sax、Med、Mad、Sal和Brk抑制前体血细胞分化。3、gbb基因在淋巴腺中广泛表达。Gbb通过抑制EGFR和JNK信号通路活性来抑制薄层细胞分化和淋巴腺细胞增殖。在CZ区,Gbb通过抑制EGFR通路活性来抑制浆细胞分化。在淋巴腺前体血细胞和中间前体细胞中,Gbb抑制晶细胞分化。综上所述BMP信号通路基因在浆细胞吞噬和造血功能中起到重要作用。Gbb在调节薄层细胞、浆细胞和晶细胞的分化中起重要作用。本研究进一步加深了BMP信号通路与造血功能之间的联系,为研究血液疾病发生的分子机制提供了理论基础。