常见病原微生物诱导黑斑蛙皮肤抗菌肽表达谱差异及其机制研究

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抗菌肽是生物体天然免疫系统重要的效应分子,因其具备抗菌谱广、特异性强、抗菌效率高等特点备受关注,现已有多种抗菌肽作为新型抗菌新药进行临床开发。抗菌肽的作用机制不同于传统抗生素,它主要作用于微生物的细胞膜,不易引起微生物抗药性,因此极有必要对其进行研究。两栖动物皮肤是抗菌肽丰富的资源库,为多肽类抗菌药物开发提供了大量的模板。目前两栖动物产生抗菌肽表达差异的具体机制未明。黑斑蛙具有生存范围广和抗菌肽种类适中等特点,是理想的两栖类动物抗菌肽免疫途径的研究对象。本实验使用常见病原微生物处理黑斑蛙,利用转录组和蛋白组学手段检测黑斑蛙皮肤抗菌肽基因表达的变化,结合果蝇与人抗菌肽的产生机理,利用生物信息学手段推测黑斑蛙抗菌肽天然免疫通路。主要研究结果如下:(1)黑斑蛙背部皮肤的转录组数据对不同病原菌刺激后的黑斑蛙背部皮肤进行高通量测序,通过对原始数据的加工,转录本的拼接和组装获得了不同分组的转录组数据。(2)黑斑蛙背部皮肤的表达谱经过不同病原微生物刺激后黑斑蛙皮肤产生了不同的抗菌肽表达谱。GO富集的结果显示这些差异基因主要富集在防御反应、细胞外区域、肽酶抑制剂活性、肽酶调节剂活性、酶抑制剂活性、内肽酶抑制剂活性、内肽酶调节剂活性和酶调节活性这些信号通路中。KEGG富集的结果显示各组黑斑蛙的差异基因主要富集在B细胞受体信号通路、自然杀伤细胞介导的细胞毒性、NF-κB信号通路、Toll样受体信号通路、PI3K-Akt信号通路和钙离子信号通路中。(3)黑斑蛙产生抗菌肽相关基因预测我们预测FANCG基因可能与黑斑蛙应对革兰氏阴性菌免疫应答相关,FGD1基因可能与黑斑蛙应对革兰氏阳性菌免疫应答相关。结论:黑斑蛙受到病原菌刺激后产生抗菌肽的信号通路与哺乳动物和果蝇相似,NF-κB信号通路和Toll样受体信号通路以及趋化因子信号通路等信号通路均有涉及,并且我们预测FANCG和FGD1基因为抗菌肽产生途径中的关键基因。
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