尼罗罗非鱼寡聚体MBL的功能解析及其调控巨噬细胞吞噬的分子机制
批准号:
32102826
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
木亮亮
依托单位:
学科分类:
水产生物免疫学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
木亮亮
中文摘要
甘露糖结合凝集素(Mannose-binding lectin,MBL)作为先天免疫系统的关键分子,在机体防御病原菌感染中发挥重要作用。目前硬骨鱼MBL的结构特征和参与机体防御的途径及相关免疫机制,尚不明确。申请人的早期研究证实罗非鱼MBL具有模式识别、凝集和抑菌功能,并在非特异性细胞防御中发挥重要作用。鉴于此,本项目以尼罗罗非鱼为研究模型,从MBL的寡聚体结构切入,通过三个相辅相成的内容展开研究:(1)不同寡聚体MBL的分离鉴定及其功能分析;(2)寡聚体MBL启动补体凝集素途径的激活机制;(3)寡聚体MBL以一种非依赖凝集素途径的方式调控吞噬的分子机制。率先为MBL发挥进化保守功能,从而促进早期脊椎动物调理巨噬细胞吞噬病菌的反应机制提供直接证据。本项目可望取得突破性的创新成果,有助于阐释硬骨鱼MBL参与机体防御病菌侵染的作用机制和完善其参与免疫应答的基础理论体系,具有重要的科学意义。
英文摘要
As a key molecule of innate immune system, mannose-binding lectin (MBL) plays an important role in body defense of pathogen infection. At present, the structural characteristics of teleost fish MBL and the pathways involved in body defense and related immune mechanisms are still unclear. Previous studies have found that MBL has the functions of pattern recognition, agglutination and bacteriostasis, and plays an important role in non-specific cell defense. In this project, we use Nile tilapia (Oreochromis niloticus) as the research model, starting from the MBL polymer structure, and expand through three complementary research contents: (1) separation, identification and functional analysis of different oligomer MBL; (2) the activation mechanism of oligomer MBL initiating the complement lectin pathway; (3) oligomer MBL regulating the molecular mechanism of macrophages phagocytosis in a lectin-independent manner. These results provide the first evidence on the response mechanism of MBL performing evolutionary conserved function to promote opsonophagocytosis of macrophages in early vertebrates. This project is expected to achieve breakthrough and innovative results, which will help to explain the mechanism of bony fish MBL in the defense against pathogen infection and improve the basic theoretical system of its participation in immune response, with great significance in science.
甘露糖结合凝集素(Mannose-binding lectin, MBL)作为先天免疫系统中关键的模式识别分子,在宿主防御中发挥重要作用。然而,MBL的寡聚体结构特征及其在低等脊椎动物中免疫调控机制的研究仍较匮乏。本项目以尼罗罗非鱼为研究对象,从MBL的寡聚体结构切入,系统且深入的探究了寡聚体MBL的功能特征及其调控巨噬细胞吞噬的分子机制。研究发现罗非鱼MBL分子存在单体、二聚体、三聚体和四聚体等多种寡聚体结构形式,在无乳链球菌感染后,其三聚体和四聚体含量显著增加。进一步研究表明罗非鱼MBL的寡聚化程度越高,其结合和吞噬细菌的能力越强。另外,罗非鱼寡聚体MBL能够与丝氨酸蛋白酶MASP-1/3相互作用来启动和调节补体凝集素途径的激活,并且CRT或CD91a通过与MBL的相互作用竞争减少补体介导的溶血。同时,MBL与CRT及CD91a协同作用增强巨噬细胞的吞噬,促进吞噬溶酶体的形成,进而溶破和清除摄入的病原菌。更重要的是,我们发现MBL/CRT/CD91a在促进巨噬细胞吞噬杀伤过程中,触发了AKT/NF-κB/Rab5A信号轴介导的正反馈通路来增强机体的抗菌免疫反应,从而揭示了罗非鱼寡聚体MBL介导巨噬细胞吞噬病原菌的一种调控机制。本研究为从全新的视角揭示水产经济养殖鱼类先天性抗菌免疫的调控机制,以及了解先天性免疫系统的进化提供了重要的证据和参考。此外,在本项目支持下,我们还挖掘了一些MBL相关分子,包括胶原凝集素CL-K1和正五聚蛋白PTX3及SAP也具有凝集、调理吞噬和补体激活等抗菌免疫功能,另外也阐明了一些补体关键蛋白的抗菌作用。目前,本项目研究成果在The Journal of Immunology(2篇)、International Journal of Biological Macromolecules和Developmental and Comparative Immunology等期刊发表论文8篇。其中一篇被The Journal of Immunology编辑部遴选为“封面文章”。
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