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波里氏囊在刺参应答病原菌侵染中的作用及机制研究

批准号:
42076112
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李强
依托单位:
学科分类:
生物海洋学与海洋生物资源
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李强

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
免疫功能研究一直是关于棘皮动物的研究热点。近年来,越来越多的研究提示,海参波里氏囊不仅具有调节水管系统内压力的功能,其在宿主免疫系统中也发挥着重要作用。然而,当病原微生物侵染时,海参波里氏囊如何进行应答反应,其是否参与海参的抗感染免疫尚不清楚。本项目以我国主要海参养殖品种—“刺参”为对象,将“化皮病”病原—灿烂弧菌进行体腔注射感染后,研究刺参波里氏囊的形态结构动态变化;进行囊壁中病原侵染示踪及组织应答分析,研究囊壁中体腔细胞增殖动态;分析囊腔内体腔细胞对病原侵染的应答反应,并进一步利用单细胞转录组学技术解析作用机制。通过以上研究,以期阐明波里氏囊在刺参应答病原菌侵染中的作用。研究结果可使我们进一步了解海参波里氏囊的生物学功能,对解析海参的免疫系统及防御机制提供更多资料,对从比较免疫学角度探讨动物免疫系统进化提供更多参考;同时对保障刺参的健康养殖及产业可持续发展具有重要的实际应用价值。
英文摘要
The study of immune function has been a hotspot of echinoderms. More and more evidence shows that sea cucumber's polian vesicle not only has the function of regulating the pressure in the water-vascular system, but also plays an important role in the host immune system. However, it is not clear how the sea cucumber's polian vesicle responds when infected by pathogenic microorganisms, and whether it is involved in the sea cucumber's anti-infection immunity. In this project, the main breeding species of sea cucumber in China -Apostichopus japonicus, will be usesd as the object to study the dynamic changes of the morphology and structure of sea cucumber's polian vesicle after the pathogen of “skin ulceration syndrome”-Vibrio splendidus infection. The trace of pathogen infection and the analysis of tissue response in the cyst wall of polian vesicle will be studied by monoclonal antibody labeling. The proliferation of coelomocytes in the cyst wall of polian vesicle after V. splendidus will be analyzed by using EdU labeling. The response of coelomocytes in the lumen of the polian vesicle to pathogen infection will be studied and the mechanism will be further analyzed by single cell transcriptome. Through the above studies, we hope to elucidate the function and mechanism of sea cucumber's polian vesicle in response to pathogen infection. The results can help us to further understand the biological function of sea cucumber's polian vesicle, provide more information for the immune system and defense mechanism of sea cucumber, and provide more references for the discussion of animal immune system evolution from the perspective of comparative immunology. At the same time, it has important practical application value to ensure the healthy breeding of A. japonicus and the sustainable development of the industry.
免疫功能研究一直是关于棘皮动物的研究热点。近年来,越来越多的研究提示,海参波里氏囊不仅具有调节水管系统内压力的功能,其在宿主免疫系统中也发挥着重要作用。然而,当病原微生物侵染时,海参波里氏囊如何进行应答反应,其是否参与海参的抗感染免疫尚不清楚。本项目以我国主要的海参养殖品种—刺参为研究对象,研究了刺参响应灿烂弧菌刺激后波里氏囊的组织形态学和分子水平变化,评估了在灿烂弧菌刺激下波里氏囊中体腔细胞(简称“囊腔细胞”)的增殖能力和转录因子Ajfos对其快速增殖的调控,明确了囊腔细胞从水管系统向体腔的迁移路径,并最终确定了囊腔细胞在受到病原刺激后不同细胞亚群的功能多样性和分化轨迹。主要结论如下:(1)灿烂弧菌不能通过刺参体腔进入波里氏囊内,但细菌刺激可促使波里氏囊壁通过大量转录因子以及MAPK、Apelin和Notch等信号通路调控囊壁细胞增殖。(2)刺参囊腔细胞具有较强的增殖能力,体内灿烂弧菌刺激和体外LPS刺激均可加速囊腔细胞的增殖。(3)克隆获得了转录因子Ajfos的 cDNA 全长,并证明灿烂弧菌刺激下该基因参与了囊腔细胞的增殖调控。(4)通过疣足顶端注射的方式构建了刺参水管系统内物质向体腔内迁移的研究模型,证实了囊腔细胞可由水管系统向体腔迁移,且灿烂弧菌刺激可加速囊腔细胞的迁移速率。(5)利用单细胞转录组测序技术构建了刺参囊腔细胞完整图谱,鉴定出9种不同囊腔细胞亚型,包括pro1、pro2、pro3、mac1、mac2、den、hem、neu和unidentified。灿烂弧菌刺激后pro1、pro2、mac1、mac2和den应答明显,pro1能够分化为mac1和den,这些细胞可由水管系统向体腔迁移继续行使免疫应答作用。研究结果对我们进一步了解海参波里氏囊的生物学功能,对解析海参的免疫系统及防御机制提供了更多资料,对从比较免疫学角度探讨动物免疫系统进化提供了更多参考。
Piwi高表达亚群在刺参吐脏后体腔细胞快速再生中的作用研究
  • 批准号:
    32473132
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    李强
  • 依托单位:
国内基金
海外基金