Rab蛋白调控对虾自噬TOR通路的机制

Viral infection severely limits the yield of shrimp aquaculture. The deleterious effect caused by such infection can be alleviated via inhibiting the spread of pathogens and enhancing the immunity of shrimp. This study aims at elucidating the function of autophagy in shrimp innate immunity. Through monitoring the alterations of selected immune parameters after pharmacological induction, we will establish immune reaction and antiviral ability. The role of Rab in regulating TOR signal pathway will be demonstrated via RNA interference. The physical interaction between Rab and its regulatory components will be verified using a combination of approaches like GST pull-down, co-immunoprecipitation and mass spectrometry, in order to understand the mechanism regulated by Rab. The result will be very helpful in enlarging our limited views about the function of Rab in TOR pathway and constituting a new therapeutic strategy for disease infection. The research on the autophagy will play a significant role in shrimp disease control.

病毒侵染严重制约着对虾养殖业的发展，解决病害可从两方面入手，一是阻断病原传染和传播途径，二是提高对虾的免疫能力。本研究拟选择对虾的自噬免疫为研究对象，采用不同自噬诱导剂诱导，通过检测对虾免疫指标的变化，建立最佳诱导模型；通过体内干扰技术阐明小G蛋白Rab对自噬TOR通路的调控作用；采用GST下拉、质谱鉴定、免疫共沉淀等蛋白互作分析方法，揭示小G蛋白Rab及其结合蛋白对TOR信号的分子调控机制。本研究可为小G蛋白调控自噬提供新证据，在很大程度上使小G蛋白Rab参与细胞自噬TOR过程之调控这一研究得到深化，为对虾病害的防治提供科学依据和崭新思路，为新型药品的的合成与设计提供理论依据，对防治对虾的病害具有重要意义。

以对虾的自噬免疫为研究对象，建立了有效的自噬诱导模型抗病毒，通过不同自噬诱导剂诱导对虾，结果表明雷帕霉素（Rapamycin）的诱导效果最佳。通过阐明对虾小G蛋白Rab、Ras等在抗病毒中的作用，实验结果显示Rab10参与自噬，抵抗病毒WSSV和病菌侵染，大部分Rab蛋白的功能是通过在不同细胞器之间进行蛋白转运实现的，荧光共定位结果表明在抗病害时，Rab10主要富集在早期溶酶体。WSSV病毒感染对虾后，小G蛋白Ral基因出现上调表达，体内干扰Ral基因，对虾的病毒拷贝数上升，说明对虾Ral GTPase参与了对虾的抗病毒免疫过程。多研究表明铁离子升高会导致细胞自噬。在对虾中，铁离子主要是有铁蛋白（Ferritin）载运。我们在研究中发现铁蛋白不仅是主要的铁调节蛋白，而且也参与应激反应和抗病毒感染。我们的研究结果提示铁蛋白诱导的自噬可能在对虾免疫过程中扮演着重要角色。gC1qR作为多功能蛋白，在先天免疫中起重要作用。实验结果表明，在WSSV感染6小时后，或者鳗弧菌感染2小时、24小时后，gC1qR的表达显著增强。此外，重组gC1qR具有细菌结合活性，结果揭示gC1qR可以结合病原体相关分子模（PAMP），如LPS或PGN，表明gC1qR作为病原体识别受体（PRR）。此外， GST pull-down实验显示gC1qR可以结合Ficolin1或Ficolin2蛋白。总之，这些结果证明了gC1qR的在虾中的先天免疫。通过该项目的研究，为对虾抗病害提供更好的理论基础及更广阔的思路，为研究小G蛋白在免疫分子和自噬调控中的机制扩大视野。