论文部分内容阅读
半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)是重要的经济养殖海水鱼类,其养殖过程中易被病原菌感染,严重时会造成大量死亡,加大半滑舌鳎养殖风险,因此研究不同病原菌感染半滑舌鳎后的免疫应答具有重要的意义。本研究基于转录组学分析鳗弧菌(Vibrio anguillarum)、迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella trada)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)分别感染半滑舌鳎后免疫组织肝、脾、头肾以及外周血单个核细胞(PBMC)中的差异表达基因及信号通路,并对病原刺激后差异表达基因补体C6和白介素受体1β(IL-1β)的靶miRNA介导的免疫调控进行研究,主要研究结果如下:1、鳗弧菌、迟钝爱德华氏菌和无乳链球菌分别感染半滑舌鳎后差异表达基因分析:(1)鳗弧菌感染组中,肝、脾和头肾中分别鉴定出148、552和962个显著差异表达基因(differently expression genes,DEGs)。(2)迟钝爱德华氏菌感染组中,肝、脾和头肾中分别鉴定361、875和962个DEGs。(3)无乳链球菌感染组中,肝、脾和头肾中分别鉴定332、637和1027个DEGs。(4)在这些DEGs中,有12个共同DEGs,在DNA损伤及修复、炎症反应等方面发挥作用。2、鳗弧菌、迟钝爱德华氏菌和无乳链球菌分别感染半滑舌鳎后特异DEGs的GO注释:(1)鳗弧菌感染组中分别有14、91和115个只在肝、脾和头肾中显著差异表达的基因,特异DEGs富集的共同GO term为刺激应答和细胞外基质。(2)迟钝爱德华氏菌感染组中分别有91、138和149个只在肝、脾和头肾中显著差异表达的基因,特异DEGs富集的共同GO term为催化活性和小分子代谢过程。(3)无乳链球菌感染组中分别有34、118和281个只在肝、脾和头肾中显著差异表达的基因,特异DEGs富集的共同GO term为刺激应答。(4)鳗弧菌感染组特异的GO term多和趋化作用、生物调节、各种酶的活性相关;迟钝爱德华氏菌感染组特异的GO term多和代谢过程负调控、有机物代谢相关。无乳链球菌感染组特异的GO term多和信号转导、代谢相关。3、鳗弧菌、迟钝爱德华氏菌和无乳链球菌感染半滑舌鳎后DEGs富集的信号通路分析:(1)肝中DEGs富集的部分代谢相关信号中基因下调表达,其中迟钝爱德华氏菌和无乳链球菌感染组下调代谢相关基因更多。鳗弧菌感染组肝中有更多免疫相关信号通路被激活,迟钝爱德华氏菌感染组肝中蛋白质合成相关信号通路上调,无乳链球菌感染组肝中蛋白质合成及糖类代谢相关信号通路被下调。(2)脾中免疫信号通路被激活,发挥宿主防御功能。此外鳗弧菌和无乳链球菌组中脂类代谢和细胞信号传导相关信号通路被激活。迟钝爱德华氏菌感染组中脂类和糖代谢相关信号通路被激活。(3)头肾中DEGs富集的代谢相关信号通路中基因下调表达,鳗弧菌感染组有更多特异被激活的免疫相关信号通路;迟钝爱德华氏菌感染组中蛋白质分解相关信号通路中的基因被下调;无乳链球菌感染组中内分泌相关的信号通路发生变化。4、鳗弧菌、迟钝爱德华氏菌和无乳链球菌分别感染半滑舌鳎后PBMC转录组分析:(1)鳗弧菌、迟钝爱德华氏菌和无乳链球菌感染组分别鉴定出453、585和547个DEGs,有60个基因在三个感染组中均显著差异表达,其中19个上调表达基因,包含溶菌酶和生长因子受体等;41个下调表达基因,包含转录因子、T细胞表面抗原CD2和CD3、原癌基因等。(2)鳗弧菌、迟钝爱德华氏菌和无乳链球菌感染组中特异DEGs富集的共同GO term有三个:应答刺激、细胞外围和原生质膜。鳗弧菌感染组中特异的GO term多与离子转运和代谢活动相关;迟钝爱德华氏菌感染组中特异的GO term多与碳水结合和物质代谢相关;无乳链球菌感染组中特异的GO term多与离子结合和磷酸化作用相关。(3)DEGs富集的信号通路中有三个共同的信号通路:产生Ig A的肠道免疫网络信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用信号通路和细胞粘附分子信号通路。此外,鳗弧菌感染组中代谢相关的信号通路被激活;迟钝爱德华氏菌感染组中PPAR、精氨酸和脯氨酸代谢信号通路被激活。无乳链球菌感染组中TLR和甾类激素合成信号通路被激活。5、在前期已证明半滑舌鳎补体C6(CsC6)是Cse-miR-727靶基因的基础上,通过实时荧光定量PCR和western blot揭示Cse-miR-727在蛋白水平上抑制CsC6的表达;Cse-miR-727过表达或沉默,膜夹击复合物中补体成分(C7、C8α、C8β、C8γ和C9)和一些免疫信号通路中的关键基因(MAPKs、NF-κB、AP-1、IL-1β、IL6和TNFα)的表达量也显著变化。这些证据表明,Cse-miR-727能介导CsC6影响半滑舌鳎膜夹击复合物的组装和其它免疫信号通路。6、筛选出半滑舌鳎中一个新的miRNA,Cse-miR-33b-5p,通过双荧光素酶报告实验证明IL-1β是它的靶基因。Cse-miR-33b-5p过表达或沉默,免疫信号通路中部分基因(IL-1R、MYD88、TRAF6、IRAK1、IL6、TNFα和IL8)表达发生变化。本研究基于转录组学分析鳗弧菌、迟钝爱德华氏菌和无乳链球菌分别感染半滑舌鳎后肝、脾、头肾和PBMC的免疫应答,获得了部分共同响应不同细菌感染的基因和信号通路以及特异应答某一细菌感染的基因和信号通路。为半滑舌鳎应答细菌感染的免疫研究提供良好的基础。此外,本研究还证明Cse-miR-727能在蛋白水平上抑制CsC6表达,且能介导CsC6影响半滑舌鳎补体膜夹击复合物组装和其它免疫信号通路;Cse-miR-33b-5p能介导IL-1β影响其它免疫信号通路。