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长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度超过200bp但不翻译成蛋白质的功能性RNA分子,可在表观遗传水平、转录水平及转录后水平调控基因的表达,并在调节细胞凋亡、细胞周期和生长等过程中起着至关重要的作用,且与机体的先天性和适应性免疫反应密切相关。细胞凋亡是一种有序的、受一系列基因调控的自主性死亡方式,是机体免疫的重要组成部分,也是宿主细胞抵御病毒侵染的一道屏障。lncRNA作为细胞凋亡和宿主天然免疫的重要调节因子,可参与宿主应对病毒侵染的天然免疫应答反应。家蚕是重要的泌丝经济昆虫,家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleoplyhedrovirus,BmNPV)感染引起的家蚕血液型脓病是蚕桑产业的重要病害,BmNPV侵染可抑制感染的家蚕细胞凋亡的发生,但参与这个过程的lncRNA及其功能尚不清楚。本研究以细胞凋亡为切入点,以lncRNA为研究对象,通过构建家蚕细胞凋亡模型和转录组学分析,鉴定细胞凋亡相关lncRNAs,并对其在调控细胞凋亡及BmNPV侵染宿主过程中的功能进行研究。通过本研究可进一步完善家蚕细胞凋亡调控网络,可为解析lncRNAs参与宿主应对病毒侵染的天然免疫应答机制奠定理论基础。主要研究结果和结论如下:1.家蚕细胞凋亡相关lncRNAs的筛选与鉴定利用CRISPR/Cas9基因编辑系统敲除BmE-SWU1中家蚕抑凋亡基因Bmiap可诱导细胞凋亡,由此建立诱导凋亡模型BmE-iap-KO。BmNPV侵染BmE-SWU1后抑制细胞凋亡,由此建立抑制凋亡模型BmE-BmNPV;同时,BmNPV侵染BmE-iap-KO细胞可抑制细胞凋亡,由此建立凋亡/抑凋亡模型。在上述基础上进行全转录组测序,共获得9357个lncRNA,它们在基因组中主要分布在外显子区域和基因间区。对全转录组数据表达差异显著性进行分析,结果显示BmNPV组与Control组相比的差异lncRNAs有2669个,KO组与KO-BmNPV组相比的差异lncRNAs有2402个,两个组合的差异lncRNAs取交集有1109个。将上述差异lncRNAs的靶基因进行富集分析,GO分析,发现这些差异基因主要属于生物学进程类和分子功能类基因;KEGG分析结果显示,主要富集到了Hippo信号通路、Wnt信号通路、FoxO信号通路和细胞色素P450等已被证实与细胞凋亡相关的信号通路。通过进一步对差异基因功能的分析,获得17个与细胞凋亡相关的lncRNA,其中8个上调表达,9个下调表达。lncRNA-TCONS_00143259(LINC5438)在凋亡模型中低表达,在抑凋亡模型中高表达,暗示其可能在细胞凋亡中发挥功能。因此选择lncRNA LINC5438作为后续研究对象。2.家蚕LINC5438的全长克隆及表达模式分析利用RACE克隆技术对筛选到的家蚕LINC5438进行全长克隆,得到1759bp的全长序列,其包含两个外显子,位于基因间区。通过对LINC5438最小自由能结构和质心二级结构预测,发现其整体构象包括lncRNA的典型结构螺旋区、环、膨出部和单链区等结构。进一步,通过qRT-PCR对家蚕LINC5438的表达模式进行分析,结果显示,LINC5438在家蚕各组织中均有表达,其中血液表达量最高;在各个时期的表达模式中,LINC5438在胚胎期特异高表达。荧光原位杂交实验显示LINC5438在细胞核与细胞质中均有表达。3.家蚕LINC5438的功能研究为了探究LINC5438在细胞凋亡中的作用,本研究在BmE-SWU1中进行该基因的过表达与干涉实验,并通过TUNEL染色、Caspase酶活性检测和流式细胞术等技术进行细胞凋亡情况分析。结果显示,过表达LINC5438能够降低Caspase9和Caspase3/7的活性,实验组与对照相比细胞凋亡比率显著降低,表明细胞凋亡受到抑制。干涉LINC5438后发现含绿色荧光的凋亡细胞明显增多,Caspase9和Caspase3/7活性升高,细胞凋亡比率显著上升,表明细胞发生凋亡,由此可知LINC5438具有抑制细胞凋亡的作用。进一步对细胞凋亡相关通路基因的检测结果显示,过表达LINC5438后,线粒体凋亡通路中抑制凋亡的基因Bmiap表达量显著升高,BmDronc和BmICE的表达量显著降低;干涉LINC5438后,线粒体凋亡通路相关基因表达呈相反的趋势,说明其可能主要参与线粒体凋亡通路行使功能。为了研究LINC5438在BmNPV侵染家蚕细胞过程中的作用,我们在BmE-SWU1中过表达LINC5438并感染BmNPV后进行细胞凋亡分析,通过TUNEL染色发现含绿色荧光的凋亡细胞明显减少,Caspase酶活性下降,细胞凋亡率显著降低。通过线粒体凋亡途径相关基因及病毒抑凋亡基因BmNPV p35的表达情况分析显示,BmDronc和BmICE的表达量显著降低,Bmiap和BmNPV p35的表达量显著升高。表明LINC5438对BmNPV感染所抑制的细胞凋亡起增强作用。我们对BmNPV侵染细胞后的增殖复制情况进行检测的结果显示,过表达LINC5438可使病毒复制增殖关键基因ie1和vp39的表达量显著升高,病毒基因组拷贝数明显增加;免疫印迹实验显示病毒装配关键蛋白vp39与对照组相比较,随感染时间增加呈上升趋势;LINC5438干涉后则会对病毒的增殖复制起抑制作用。上述结果表明LINC5438可促进BmNPV在BmE-SWU1细胞中的增殖复制。