蚋唾液腺中免疫调节多肽的结构和功能研究

The adaptation to blood feeding involves evolution of a complex cocktail of salivary components that help the blood sucker to overcome host defenses。When feeding on vertebrate host, haematophagous insect induce both innate and specific acquired host-immune responses. They respond to the host immune attack by secreting saliva containing pharmacologically active molecules and modulating host immune response.Black flies (Diptera: Simuliidae) feed on blood, and are important vectors of Onchocerca volvulus, the causative agent of human onchocerciasis or 'river blindness'.Few bioactive molecules have been identified from black fly saliva or salivary glands.In the current work,two cDNAs encoding of immunoregulatory peptides precusor have been cloned from salivary glands of blackfly.Blast search results show that they have 54-58% indentities with other arthropods.Based on these previous work,we hope to investigate the structure and function of immunoregulatory peptides in the salivary gland of blackfly, and understand the moleculor mechanism how could they overcome host defenses.The further research may provide some potential lead molecules for pharmaceutical drugs.

在长期进化过程中，为了更好的适应血餐生活，吸血昆虫发展出了一系列免疫逃避策略来影响宿主的免疫反应，其唾液腺会分泌一些免疫调节物质直接或间接作用于宿主的免疫细胞，使宿主对其唾液成分不再敏感或延缓宿主的排斥反应。蚋是一种重要的医学吸血昆虫，能够传播严重威胁人类健康的盘尾丝虫病（河盲症），其与宿主相互作用的分子机制鲜有报道。我们从云南绳蚋唾液腺的cDNA 文库中克隆出2条免疫调节多肽的cDNA序列，经BLAST比对，它们的一级结构与其它吸血昆虫来源的类似物同源性很低（54-58%）。下一步我们拟化学合成/表达这2个多肽，研究其进行免疫调节和细胞因子网络调节的作用机制，并解析其高级结构。该项目将初步解析蚋逃避宿主免疫反应的分子机制，可能为蚋虫疾病传播的防治提供潜在的分子靶点。

蚋是一种骚扰人和家畜的昆虫，它们还能够传播一些病菌，如旋盘尾丝虫和水疱性口炎病毒，引起人的盘尾丝虫病（河盲症）和家畜的一些疾病。它们的唾液腺富含抗凝和免疫调控活性的物质，以帮助在吸血过程中对抗宿主的生理性止血和炎症反应。我们以云南特有物种版纳绳蚋Simulium bannaense为研究对象，提取唾液腺mRNA进行转录组测定。根据获得的转录组信息，我们在基因功能注释数据库中筛选到了12种免疫调节蛋白/多肽，如T细胞免疫调节蛋白，神经肽，防御素，抗菌肽和速激肽等。这些序列与其他种属的吸血昆虫的序列具有一定的相似度（36.8%- 65.7%），但它们是否真的具有免疫调控功能尚不明确。.我们从版纳绳蚋唾液腺中分离纯化了3种具有免疫调节功能的活性多肽（SibaDef，SibaCec和SibaCec-A），它们能够强烈的抑制革兰氏阳性、阴性菌的生长，扫描电镜结果表明，它们主要是通过作用于细菌细胞膜，使细胞内容物外泄最终导致细菌死亡。该特性解释了蚋在血餐中如何避免各种微生物的侵袭和污染。圆二色谱分析表明，这些多肽在磷脂膜或疏水环境中的结构主要为α螺旋，该构象可解释这些免疫调节多肽的强大抗菌功能。SibaCec和SibaCec-A还能够强烈的抑制LPS诱导的小鼠腹腔巨噬细胞炎性因子TNF-α、IL-1β和IL-6的分泌。Western blotting结果显示，这几个免疫调节分子主要通过抑制MAPKs（ERK，JNK和p38）和NF-κB炎症信号通路发挥其抗炎功能。此外，根据蚋中发现的免疫调节分子的序列分析，我们对另一种吸血节肢动物姚虻中的免疫调节分子cecropin-TY1也进行了相应的的抗炎功能鉴定和分子机制研究。SibaDef，SibaCec和SibaCec-A这3个活性分子的基因和应用均已申请国家发明专利。这些研究数据（SibaDef和cecropin-TY1分别以通讯作者、SibaCec以第一作者）发表于期刊Parasites & Vectors （2015,8:71；2015,8:561；2015,8:556）。SibaCec-A数据尚在整理中，文章待发表。.我们的研究工作表明版纳绳蚋唾液腺中确实存在对抗宿主炎症产生的抗炎物质。对蚋虫唾液腺中活性蛋白进行功能鉴定将有助于了解它们在血餐、虫媒传播以及发病机制中扮演的角色，亦可为蚋虫疾病传播的防治和疫苗开发提供分子靶点。