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作为当今最古老的脊椎动物之一,七鳃鳗被认为是研究脊椎动物胚胎发育和适应性免疫起源的模式生物。丝切蛋白(Cofilin)是普遍存在于真核生物的肌动蛋白结合蛋白,一般认为,它能够调节细胞的定向运动,并在细胞趋化和迁移中发挥重要作用。关于七鳃鳗丝切蛋白的功能研究可为分析七鳃鳗类淋巴细胞增殖的作用过程提供理论基础。
本研究利用LPS诱导东北七鳃鳗并对肝脏的差异表达蛋白质组进行了鉴定,从中获得13个差异表达蛋白质。利用实时定量PCR技术(qPCR)进一步检测了差异表达蛋白质在mRNA水平上的表达。与对照组(PBS)相比,胱硫醚酶(Cystathionase)和Zgc:112210-201的蛋白水平表达与转录水平变化不一致;利用qPCR检测了这些差异表达蛋白质在七鳃鳗肝脏、鳃、肾脏、心脏、肠和髓组织中的表达情况。结果显示,Zgc:112210-201在各组织中几乎检测不到,而聚4-羟化酶(polyl4-hydroxylase),蛋白质二硫键异构酶家族A(成员4)(protein disulfide isomerase family A,member4),胱硫醚酶和血清凝集素(serum lectin)的表达丰度低。
在所有差异表达蛋白质中,Cofilin2表达显著上调。将该基因全长进行了克隆,测序后发现该基因ORF区为501bp,编码166个氨基酸,根据氨基酸序列比对结果,该基因与其他物种来源的Cofilin2同源性较高,因此将该基因命名为L-Cofilin2。利用生物信息学预测并分析了L-Cofilin2编码氨基酸的结构特性和理化特征,并预测了该蛋白的一级结构和高级结构。与对照组(PBS)相比,经LPS刺激七鳃鳗后L-Cofilin2基因在心脏、肠、肾脏中表达显著降低;而在蛋白水平上,L-Cofilin2在七鳃鳗心脏和鳃中的表达下调。
免疫荧光显示L-Cofilin2蛋白主要定位于七鳃鳗髓样小体细胞的细胞质中,少量存在于细胞核。构建了L-Cofilin2基因的真核表达载体,将重组载体瞬时转染到HEK-293T细胞中,结果显示,L-Cofilin2基因的过表达提高了HEK-293T细胞的存活率。为了进一步验证L-Cofilin2对于七鳃鳗外周血类淋巴细胞增殖的作用过程,利用免疫沉淀技术分析了可能与L-Cofilin2存在相互作用的蛋白质,并对互作蛋白进行了质谱鉴定。其中维甲酸受体2(Retinoic acid receptor2)、细胞色素c氧化酶亚基2(Cytochrome c oxidase subunit2)、细胞质肌动蛋白(Cytoplasmic actin)、补体3(Complement3,C3)、甘露糖结合凝集素(Mannose-binding lectin)、整合素β(integrinβ,ITGβ)等蛋白将是后续研究的重点。
综上,本论文以LPS诱导的七鳃鳗肝脏差异蛋白质组学为切入点,鉴定获得了应答LPS免疫的差异表达蛋白质,为后续研究七鳃鳗适应性免疫系统发育的机制奠定了理论基础;对L-Cofilin2基因进行了功能初探,分析了该基因对于促进HEK-293T细胞增殖的作用,该结果为进一步探究七鳃鳗类淋巴细胞增殖的作用过程提供了研究方向。
本研究利用LPS诱导东北七鳃鳗并对肝脏的差异表达蛋白质组进行了鉴定,从中获得13个差异表达蛋白质。利用实时定量PCR技术(qPCR)进一步检测了差异表达蛋白质在mRNA水平上的表达。与对照组(PBS)相比,胱硫醚酶(Cystathionase)和Zgc:112210-201的蛋白水平表达与转录水平变化不一致;利用qPCR检测了这些差异表达蛋白质在七鳃鳗肝脏、鳃、肾脏、心脏、肠和髓组织中的表达情况。结果显示,Zgc:112210-201在各组织中几乎检测不到,而聚4-羟化酶(polyl4-hydroxylase),蛋白质二硫键异构酶家族A(成员4)(protein disulfide isomerase family A,member4),胱硫醚酶和血清凝集素(serum lectin)的表达丰度低。
在所有差异表达蛋白质中,Cofilin2表达显著上调。将该基因全长进行了克隆,测序后发现该基因ORF区为501bp,编码166个氨基酸,根据氨基酸序列比对结果,该基因与其他物种来源的Cofilin2同源性较高,因此将该基因命名为L-Cofilin2。利用生物信息学预测并分析了L-Cofilin2编码氨基酸的结构特性和理化特征,并预测了该蛋白的一级结构和高级结构。与对照组(PBS)相比,经LPS刺激七鳃鳗后L-Cofilin2基因在心脏、肠、肾脏中表达显著降低;而在蛋白水平上,L-Cofilin2在七鳃鳗心脏和鳃中的表达下调。
免疫荧光显示L-Cofilin2蛋白主要定位于七鳃鳗髓样小体细胞的细胞质中,少量存在于细胞核。构建了L-Cofilin2基因的真核表达载体,将重组载体瞬时转染到HEK-293T细胞中,结果显示,L-Cofilin2基因的过表达提高了HEK-293T细胞的存活率。为了进一步验证L-Cofilin2对于七鳃鳗外周血类淋巴细胞增殖的作用过程,利用免疫沉淀技术分析了可能与L-Cofilin2存在相互作用的蛋白质,并对互作蛋白进行了质谱鉴定。其中维甲酸受体2(Retinoic acid receptor2)、细胞色素c氧化酶亚基2(Cytochrome c oxidase subunit2)、细胞质肌动蛋白(Cytoplasmic actin)、补体3(Complement3,C3)、甘露糖结合凝集素(Mannose-binding lectin)、整合素β(integrinβ,ITGβ)等蛋白将是后续研究的重点。
综上,本论文以LPS诱导的七鳃鳗肝脏差异蛋白质组学为切入点,鉴定获得了应答LPS免疫的差异表达蛋白质,为后续研究七鳃鳗适应性免疫系统发育的机制奠定了理论基础;对L-Cofilin2基因进行了功能初探,分析了该基因对于促进HEK-293T细胞增殖的作用,该结果为进一步探究七鳃鳗类淋巴细胞增殖的作用过程提供了研究方向。