水蛭粘杆菌Mucinivorans hirudinis胞外血浆蛋白酶(MHP)促进摄血水蛭消化作用机制研究
批准号:
82073968
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
刘飞
依托单位:
学科分类:
中药资源
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘飞
中文摘要
水蛭及以其为主要原料的中成药是常用活血化瘀药,临床疗效十分显著,然而水蛭肠道内消化酶无法满足其消化需求,已成为人工养殖的瓶颈。摄血动物的消化问题一直是生物学领域研究的热点,水蛭肠道微生物在消化过程中起关键作用,但其机制尚不清楚。申请者前期研究发现水蛭摄血后肠道粘杆菌丰度急剧上升,且其胞外血浆蛋白酶(MHP)具有消化血浆蛋白的作用,推测MHP具有促进摄血水蛭消化的作用。据此,本研究拟采用全基因组和转录组技术筛选MHP基因、上游启动子及其转录因子,应用RT-PCR和免疫印迹法等方法研究MHP相关基因对水蛭粘杆菌、抗生素的表达响应,运用益生元、益生菌诱导MHP基因表达进行调控机制研究,借助自杀载体同源重组技术改造MHP基因进行基因功能验证。通过以上研究,探索MHP基因表达的信号通路和调控机制,阐明其促进摄血水蛭消化的作用机制,为水蛭乃至摄血动物的消化机制研究奠定理论基础,丰富和发展中药动物学。
英文摘要
Hirudo nipponica and its Chinese patent medicine are commonly used for promoting blood circulation and removing blood stasis, relying on their remarkable clinical efficacy. However, the digestive enzymes in H. nipponica intestine can not satisfy the demands of blood absorption and digestion, which has become the bottleneck of H. nipponica artificial culture. The digestive problems of bloodsucking animals have always been the research focus in the field of biology. The intestinal microorganisms of Hirudo nipponica play a key role in the digestion process, but its mechanism is still unclear. In the previous study, the applicant found that the abundance of intestinal Mucinivorans increased rapidly after Hirudo nipponica blood ingestion, and its extracellular plasmaproteinase (MHP) had the digestive ability. It is speculated that MHP can promote the blood ingestion and digestion in Hirudo nipponica. In this research proposal, MHP gene and its transcription factors will be screened by genome-wide and transcriptome technology. Gene cloning, RT-PCR and Western blotting will be used to study the expression response of MHP related genes to Mucinivorans hirudinis and antibiotics. The regulation mechanism of MHP gene expression induced by prebiotics and probiotics will be studied, and the gene function will be verified by modifying MHP gene with suicide vector homologous recombination technology. Through the above research, firstly, we explore the signal pathway and regulatory mechanism of MHP gene expression, then clarify the mechanism of MHP gene promoting the absorption and digestion of Hirudo nipponica, subsequently, lay a theoretical foundation for the study of absorption and digestion mechanism of Hirudo nipponica and even blood taking animals, and finally enrich and develop traditional Chinese medicine zoology.
水蛭及以其为主要原料的中成药是常用活血化瘀药,临床疗效十分显著,然而水蛭肠道内消化酶无法满足其消化需求,已成为人工养殖的瓶颈。本项目测定了水蛭粘杆菌Mucinivorans hirudinis HN-5基因组全序列,并进行了注释和功能预测;筛选并克隆了Mhp基因及其上游启动子,研究了不同摄血阶段Mhp基因的表达,初步解析了MHP的信号通路;明确了最佳产MHP条件,验证了上述条件下对水蛭生长、消化、MHP活性以及Mhp基因表达信号通路中相关基因表达的影响,阐明了MHP基因表达的调控机制;然后通过原核表达分别获得pET28a-MHP重组蛋白和 pCold TF-MHP 重组蛋白,结果表明MHP蛋白具有溶血消化血浆蛋白活性;最后通过同源重组将pJQ200SK质粒上的抗性基因(庆大霉素)与宿主水蛭粘杆菌基因组的靶基因Mhp进行置换,通过自杀质粒pCVD442和同源重组的方法成功地Mhp基因敲除,获得NH-5-ΔMHP基因缺失株,同时对NH-5和缺失株NH-5-ΔMHP的生物学特性和功能分析表明缺失Mhp基因的菌株完全丧失溶血浆蛋白活性,相关结果通过投喂实验得到了验证。本研究结果揭示了水蛭粘杆菌胞外血浆蛋白酶(MHP)基因表达的信号通路和调控机制,阐明了其促进摄血水蛭消化的作用机制,为水蛭乃至摄血动物的消化机制研究奠定理论基础,丰富和发展了中药动物学。本项目的研究成果以研究论文的形式已在《Aquaculture》和《Gene》等高水平期刊上发表,本项目中的基因敲除的研究结果正在整理成文待投。本项目发表论文8篇,其中SCI论文7篇,培养研究生5人,已毕业2人。另外,本人通过该项目进一步研究发现了水蛭肠道中异嗜糖气单胞菌溶血素(AAH)可能在水蛭摄血消化血红蛋白中发挥重要作用,并获得了“水蛭肠道异嗜糖气单胞菌溶血素(AAH)溶血消化血红蛋白的分子机制研究(82474041)” 立项资助。
水蛭肠道异嗜糖气单胞菌溶血素(AAH)溶血消化血红蛋白的分子机制研究
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批准号:82474041
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项目类别:面上项目
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资助金额:48.00万元
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批准年份:2024
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负责人:刘飞
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依托单位:
水蛭粘杆菌Mucinivorans hirudinis胞外血浆蛋白酶(MHP)促进摄血水蛭消化作用机制研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:55万元
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批准年份:2020
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负责人:刘飞
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依托单位:
药用水蛭抗凝基因家族系统演化关系及其功能研究
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批准号:81503186
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2015
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负责人:刘飞
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依托单位:
国内基金
海外基金