模式识别蛋白介导20E信号调控棉铃虫血细胞包囊的分子机理

基本信息
批准号:31872301
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:汪家林
学科分类:
依托单位:华中师范大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑雅,刘金林,贺真,王桂杰,卓晓蓉,王文文,周柳
关键词:
细胞免疫防卫模式识别蛋白激素棉铃虫
结项摘要

Insects are vulnerable to pathogen infections during molting and metamorphosis, and these stages are ideal for pest control. 20-Hydroxyecdysone, well-known as its role in governing molting and metamorphosis, also functions in regulating various immune responses (such as encapsulation) against pathogens. However, the mechanisms underlying 20E regulation insect immunity (especially encapsulation) are still obscure. Previous studies revealed that 20E controls the expression of a pattern recognition protein (PRP) C-type lectin 3, which could promote hemocytic encapsulation. This result suggests that PRPs play important roles in regulating the encapsulation by mediating 20E signal. In the current project, we use Helicoverpa armigera as a model and aim to identify PRPs which are not only involved in the encapsulation, but also in response to 20E treatment. We also try to identify 20E signaling transcription factors which control the expression of the PRP genes. We will analyze the detailed function of these PRPs involved in enhancing the encapsulation in vivo and in vitro. Pull down and co-immunoprecipitation will be employed to identify the proteins interacting with the PRP during the encapsulation. The expression profiles of PRP-interacting proteins in response to 20E will also be analyzed. Accomplishment of the project will be helpful to construct the model of 20E regulation of the encapsulation mediated by PRPs. This study will not only deepen our understanding of interaction between the endocrine and immune responses, but also provide novel insights for pest control.

昆虫蜕皮、变态期极易受外界病原物侵染,是利用天然病原防控害虫的理想阶段。20-羟基蜕皮酮(20E)作为调控蜕皮、变态的重要激素,同时也参与调控昆虫抵御病原入侵的多种免疫反应,如包囊。然而,目前对20E调控昆虫免疫,尤其是包囊反应的分子机理尚不清楚。前期研究发现,作为模式识别蛋白(PRP),C型凝集素3受20E调控并促进包囊,暗示PRP在介导20E调控包囊中发挥重要作用。本课题以棉铃虫为研究对象,拟运用转录组分析筛选既受20E调控、且又参与包囊反应的PRP基因。利用RNAi、EMSA等方法鉴定调控PRP基因表达的20E信号通路转录因子;采用蛋白活性分析研究PRP在包囊反应中的功能;并利用Pull down、Co-IP鉴定包囊中PRP协作蛋白,分析其激素调控模式。本项目的完成将构建PRP介导20E信号调控包囊反应模型,加深我们对内分泌信号与免疫应答互作机制的理解,并为害虫生物防治提供新的思路。

项目摘要

包囊是由昆虫血细胞参与的一种保守免疫反应,主要用于抵抗较大病原物(如病原线虫)的感染,其关键步骤包括模式识别蛋白(PRP)招募血细胞黏附于入侵物表面,以及浆细胞在入侵物表面延展。血淋巴中20-羟基蜕皮酮(20E)的滴度随昆虫不同发育阶段而波动,参与调控包囊反应。PRP在介导20E信号调控包囊反应过程中发挥重要作用,但具体的分子机制尚不清楚。本研究中,我们以农业害虫棉铃虫为研究模型,通过20E注射和基因敲降等方法,证实20E整体上促进浆细胞延展和血细胞包囊,且20E通过其受体EcR/USP促进包囊;以中华卵索线虫为病原,揭示该索科线虫通过调控宿主棉铃虫免疫基因表达和免疫反应,以适应其感染不同阶段的需要;将该线虫与棉铃虫血浆孵育,经洗涤、洗脱和质谱分析,鉴定到一种能与线虫结合的PRP蛋白CTL1,证实20E-EcR-USP复合物可以诱导CTL1在血细胞中高表达,CTL1随后进入血腔,识别中华卵索线虫并招募血细胞对其进行包囊;前期我们已经证实CTL3能够与血细胞膜蛋白beta-integrin互作,共同介导20E信号调控包囊。这里我们通过转录组分析鉴定到一种既受20E诱导,又能应答凝胶珠刺激的alpha-integrin基因。通过等温量热滴定法我们筛选到血细胞内一种可以与该alpha-integrin胞内结构域互作的蛋白CIB1-like,并进一步证实两者互作可介导20E信号在胞内传递,促进浆细胞延展和血细胞包囊。因此,20E对包囊反应的两个关键步骤都具有重要的调控作用,既可以促进PRP介导的病原识别和血细胞招募,又可以将其信号传递至胞内,促进浆细胞延展以利于包囊反应的进行。本研究阐明了PRP介导20E信号调控包囊反应的分子机理,加深了我们对内分泌信号与免疫反应互作机制的理解,并为害虫的生物防治提供了理论参考。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

DOI:
发表时间:2018
2

结核性胸膜炎分子及生化免疫学诊断研究进展

结核性胸膜炎分子及生化免疫学诊断研究进展

DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-2397.2020.05.013
发表时间:2020
3

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190411-143
发表时间:2020
4

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

DOI:
发表时间:2021
5

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

DOI:
发表时间:2016

汪家林的其他基金

批准号:31101672
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

棉铃虫血细胞包囊作用相关基因的鉴定及功能研究

批准号:31000982
批准年份:2010
负责人:刘绪生
学科分类:C0405
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
2

蝶蛹金小蜂毒液抑制寄主血细胞包囊作用的分子机理

批准号:30571251
批准年份:2005
负责人:叶恭银
学科分类:C1406
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
3

棉铃虫应答20E调控体液免疫相关分子的鉴定和功能研究

批准号:31101672
批准年份:2011
负责人:汪家林
学科分类:C0405
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

亚洲玉米螟粒血细胞包囊寄生蜂卵的分子机制研究

批准号:30500059
批准年份:2005
负责人:胡建
学科分类:C0403
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目