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IL-lβ属于IL-l家族成员,是一种在炎症反应中能够诱导和增加各种免疫相关基因表达,激活淋巴细胞的前炎症细胞因子,在机体面对微生物侵入,炎症和组织损伤时起到关键的调控免疫反应的作用。
本文以赤魟为研究对象,综合运用现代分子生物学和细胞学方法与技术,对其功能进行了较为系统的分析和研究,以期揭示其在免疫相关生命活动中的重要作用。
通过从软骨鱼赤魟(Dasyatis aka yci)外周血中分离淋巴细胞,并构建赤魟淋巴细胞cDNA文库结合运用生物信息学的研究方法,首次从软骨鱼赤魟中筛选出炎症相关细胞因子IL-1β。
通过构建pET21b-IL1β两种成熟肽原核表达载体,进行了诱导表达,对以包涵体形式表达的蛋白进行了洗涤,变复性,Ni2+金属螯和层析等纯化步骤得到了一定纯度的重组IL-1 β成熟蛋白。
通过向斑马鱼腹腔注射IL-1β蛋白的方法进行免疫刺激,荧光实时定量PCR检测了不同刺激时间下游相关免疫基因的表达情况,结果显示两种成熟肽对前炎症因子IL-1β和TNF-α有都有一定量的上调,对LECT2和SAA也有显著的上调,各个基因上调表达时间和幅度符合炎症级联反应的特点,比较两种成熟肽发现二者在对各个基因上调时间和上调幅度上都有差别。值得一提的是,LECT和SAA这两个基因的功能只有在哺乳动物中有较为深入的研究,作为前炎症因子的IL-lβ能直接导致二者的上调表达,这一发现提示了LECT2和SAA在斑马鱼中免疫相关功能,为在斑马鱼中开展LECT2和S从的研究提供了参考依据。
通过IL-lβ刺激THP-1(人单核细胞)和荧光实时定量PCR检测了不同刺激时间下游相关免疫基因的表达情况,结果显示IL-1,IL-8,TNF-α,IL-6,SAA,LECT2都有一定量的上调,从各基因上调特点来看可以证明THP-l在IL-lβ免疫刺激下发生了急性期炎症反应。比较发现两种成熟肽对各个基因上调的趋势基本相同,但是也存在一些差别。 本文还构建了赤魟IL-1β前体蛋白和两种成熟肽的过表达融合载体pCMV-IL-1β-GFP,通过对A375(人黑色素瘤细胞)进行转染发现三者均能介导细胞凋亡。而在哺乳动物中的研究表明,IL-1β前体蛋白必须经过ICE酶切成为成熟肽才有活性。这一结果提示了赤魟中IL-1β的成熟肽剪切机制可能有别于哺乳动物,即是否需要剪切,是否是ICE酶催化下的的剪切,实际是在哪个位点切割,如果需要剪切的话又是以哪种成熟肽存在。此外,还通过IL-1β和A375的共孵育,测定生长曲线证明了两种成熟肽对A375细胞的生长抑制作用呈明显的时间、剂量依赖关系,通过荧光定位证实了赤魟IL-1β蛋白大都集中在胞内,少有分泌,符合细胞因子局部高效性的特点。
通过显微拍照观察了不同浓度下两种成熟肽对NB2(大鼠B淋巴细胞)的促增殖作用,从而完成了对IL-1β在免疫调节,肿瘤抑制以及促进淋巴细胞增殖方面的活性系统的验证研究。
总之,对赤魟IL-1β的序列分析、蛋白表达、生物学活性等方面的研究,是首次在软骨鱼中对IL-1β免疫相关的功能较为系统的研究,为脊椎动物免疫的起源、功能演化及发展的研究提供了新的线索。