分泌性蛋白SPLUNC1通过杀菌/抑菌作用参与呼吸道天然免疫防御的作用与机理

批准号:
81101311
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
卜艳红
依托单位:
学科分类:
H2602.微生物学检验
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗昔波、卿春华、王敏、唐爱国、王勇军、莫喜明、周应初、廖乐乐
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中文摘要
人类呼吸上皮与空气直接接触,裸露于外界致病因素接触而不被感染,其重要原因是呼吸上皮表面覆盖有一层固有免疫分泌蛋白,阻止致病微生物与上皮直接接触。我们前期研究的SPLUNC1就是这样一种蛋白,它能结合脂多糖而参与上呼吸道的固有免疫反应,但作用模式及机制不明。本项目拟利用高效液相色谱从正常人鼻咽分泌物中分离纯化SPLUNC1蛋白,研究SPLUNC1的抗菌谱、最佳抗菌浓度及量效关系;高分辨电镜观察SPLUNC1处理后细菌细胞膜的变化,检测处理后细菌穿孔素的释放;同时提取敏感菌株的脂多糖,考察SPLUNC1蛋白与脂多糖结合的种类及亲和力;建立小鼠上呼吸道致病菌感染模型,探讨SPLUNC1对感染小鼠的治疗作用以及在内毒素血症发生发展过程中的作用,检测其在脂多糖诱导细胞内炎症或趋化因子产生过程中所扮演的角色,及其参与的信号转导通路,为SPLUNC1在临床抗感染与抗内毒素血症的应用中奠定详实基础。
英文摘要
SPLUNC1是覆盖在呼吸上皮表面的固有免疫分泌蛋白,可能起到阻止致病微生物与上皮直接接触的作用。本研究收集正常人鼻咽分泌物,从中分离了SPLUNC1蛋白,发现SPLUNC1与上呼吸道感染密切相关,能明显抑制道绿脓杆菌、流感嗜血杆菌的菌落形成。我们进一步纯化这些细菌的脂多糖,建立了小鼠败血症模型,发现SPLUNC1能明显抑制败血症小鼠的体温升高,而小鼠肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β及白细胞介素10的表达下降。接着我们根据SPLUNC1蛋白的活性中心、保守序列、等电点、亲疏水性及氨基酸组成等设计了三段SPLUNC1的多肽,分别命名为AMP(Anti-Mircobial Peptides)1, 2, 3。再利用不同浓度AMP1、2、3对多种菌株进行处理,发现AMP1对绿脓杆菌、流感嗜血杆菌,肺炎克雷伯杆菌、以及白色念珠球菌等都有抑制作用,以白色念珠球菌的作用更为明显。为进一步检测AMP对白色念珠菌的影响及其最小抑菌浓度(MIC),我们首先检测了白色念珠菌的对数增长期,再利用不同浓度的AMP分别对白色念珠菌进行处理14-62小时,确定了三种AMP的MIC。通过电子显微镜观察AMP处理后的细菌结构变化,发现处理24小时后可见细菌细胞壁有缺损,48小时后细胞器及细胞核消失,整个细胞坏死,溶解。动物实验确定AMP1,2,3均能明显降低毒血症小鼠的体温,而且炎症相关因子如TNFα, IL-12等的表达显著降低。为确定SPLUNC1 与TLR 的关系,我们首先筛查出高表达TLRs的细胞株进行余下实验,发现LPS刺激后上皮细胞TLR4的表达增加,磷酸化的Akt和NFkB表达也明显增加,而SPLUNC可中和LPS的这一作用,ATRA却可诱导SPLUNC1表达,splunc1过表达可降低LPS引起的TLR4的表达并增加TRAF6的表达,也降低Akt的磷酸化;体外细胞实验也表明,SPLUNC1可降低LPS导致的细胞炎症因子的表达。LPS能增加上皮细胞TLR4的表达,抑制TRAF6的表达,而在SPLUNC1基因转入后,LPS刺激下的TLR4表达明显受到抑制,而TRAF6的表达明显增强,说明SPLUNC1中和了脂多糖的作用。由此我们根据SPLUNC1蛋白设计出了三段具有强烈抗微生物作用的多肽,并确认了其抗微生物的特性与作用机理,进一步阐明了SPLUNC1与Toll样受体及脂多糖的关系。
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