中华绒螯蟹GILT蛋白的抗菌免疫机制研究

作     者：南星羽 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王群

授予年度：2023年

学科分类：0908[农学-水产] 09[农学] 

主      题：γ-干扰素 γ-干扰素诱导的溶酶体硫醇还原酶 中华绒螯蟹 抗菌免疫 

摘      要：作为目前唯一已知定位于溶酶体、吞噬体内的巯基还原酶,γ-干扰素诱导的溶酶体硫醇还原酶(gamma-interferon-inducible lysosomal thiol reductase,GILT)在抗原递呈细胞中组成性表达,并在其他细胞中诱导表达,进而改变细胞氧化还原状态,调节线粒体自噬、磷酸化、细胞增殖等细胞生理功能。此外,GILT能促进CD8T细胞对MHCⅠ类分子限制性抗原的识别,并参与机体的抗病毒免疫反应,甚至改变肿瘤细胞的敏感性。作为IFN–γ的诱导型还原酶,GILT与脊椎动物自身免疫性疾病和肿瘤的限制性感染密切相关,并具有中和细菌感染诱导的胞外病原体,进而清除胞外碎片的免疫功能。但是,无脊椎动物的GILT功能研究尚不明确,目前已知的是病原相关分子模式和细菌均能诱导GILT的高表达,并与革兰氏阴性菌的清除有关。为进一步探究GILT在无脊椎动物中的免疫功能,本论文选取了我国重要特色经济养殖动物—中华绒螯蟹为研究对象,结合该蟹养殖过程中常遭遇细菌性病害的生产实际,对其GILT基因的抗菌功能进行了研究。本论文首先从中华绒螯蟹基因组和转录组中获得并鉴定了GILT的c DNA序列,命名为Es GILT。多序列比对结果表明,Es GILT与其他物种具有较高的序列相似性,且GILT相关特征序列(CQHGX2ECX2NX4C)完全一致。系统发育树结果表明,Es GILT与其他无脊椎动物GILT蛋白处于同一进化分支,呈现进化上的保守性。组织分布结果表明,Es GILT在中华绒螯蟹血细胞和鳃等免疫器官中高表达。细菌感染结果发现,Es GILT在副溶血弧菌和金黄色葡萄球菌感染后6小时的血细胞中出现表达量的显著上调,表明该基因对中华绒螯蟹固有免疫的调控功能。为进一步探究Es GILT的免疫学功能,本论文构建了原核表达r Es GILT蛋白,发现该蛋白在酸性环境中具有硫醇还原酶活性,可催化小鼠Ig G的二硫键还原,且r Es GILT可通过识别副溶血弧菌和金黄色葡萄球菌表面多糖以结合细菌。此外,还发现r Es GILT能够促进血细胞对细菌的凝集效率,提升血细胞对细菌的吞噬能力,抑制血细胞在细菌感染后的凋亡等功能,从而显著提高血细胞对细菌的清除效率。同时中华绒螯蟹血细胞中Es GILT的敲降会导致抗菌肽表达抑制及血淋巴细菌清除能力的下降。综上所述,中华绒螯蟹Es GILT参与抗菌免疫相关途径。通过促进血细胞对细菌的结合、凝集、清除及吞噬作用,抑制细胞凋亡参与细胞免疫应答。并调控抗菌肽表达参与体液免疫应答。该研究揭示了GILT在中华绒螯蟹抗菌免疫反应中的意义,延伸了GILT在甲壳动物先天免疫中的功能研究。