宿主miRNAs调节血吸虫早期感染天然免疫应答机制研究

The reed vole Microtus fortis is the only mammal known in China in which the growth, development and maturation of schistosomes (Schistosoma japonicum) is prevented. In the current study, differentially expressed miRNAs were identified in the different tissues in M. fortis and BALB/c mice by genome-wide miRNA microarray. Bioinformatic analysis and reports indicated that some of the miRNAs were mainly involved in innate immunity and immune-related pathways, we hypothesized that miRNAs related with innate immunity in schistosome infection. In our study, we will confirm the expression of miRNAs in macrophage loading by soluble antigens of schistosomula (SSA) and Toll like receptor (TLR) ligand. Then we will analyse the expression of miRNAs in primary cells isolated from M. fortis and BALB/c mice, immunodeficientmice. Finally we will find the regulated target genes of miRNA, and the immune related pathway by using RNA interference, qPCR, ELISA and so on to determine the immuno-modulatory effect in innate immunity system on schistosome infection. These results provide valuable information to increase understanding of the regulatory function of the miRNAs in the host micro-environment, as well as the mechanism of host-parasite interactions. .

东方田鼠是唯一一种对日本血吸虫感染具有天然抗性的哺乳类动物宿主。我们近期比较了日本血吸虫感染适宜宿主BALB/c小鼠和天然抗性宿主东方田鼠早期不同组织器官的miRNA表达谱，筛选到一些差异表达的miRNA分子，生物信息学分析和相关研究提示其中一些miRNA分子与宿主天然免疫有关，推测这些miRNA参与宿主抗血吸虫早期感染的天然免疫调节。本申请将利用血吸虫童虫抗原和TLR配体处理小鼠巨噬细胞系（Raw264.7）验证我们前期发现的miRNA分子表达差异，分离两种宿主感染前和感染后10天、TLR免疫缺陷小鼠的多种抗原递呈细胞，进一步分析miRNA分子表达水平；通过RNA干扰、qPCR、ELISA等技术分析重要miRNA分子对靶基因的调节和调控天然免疫应答，阐述miRNA分子在血吸虫早期感染中对天然免疫应答的调控机制及宿主与日本血吸虫之间的相互作用机制。

本实验室前期研究表明一些miRNA分子，如miR-146a、miR-223和miR-181a等，在不同适宜性宿主感染日本血吸虫10天时呈现差异表达，可能参与了宿主抗血吸虫感染的免疫调节，在天然免疫应答中发挥了重要作用。本研究以miR-146a、miR-223和miR-181a3种miRNAs作为研究对象，进一步实验证实了易感宿主小鼠、非易感宿主大鼠和抗性宿主东方田鼠感染日本血吸虫后不同时期血清和肝脏中这3种miRNAs含量呈现不同的变化趋势，提示这3种miRNAs参与了宿主对日本血吸虫感染天然免疫应答的调节，并进而影响日本血吸虫在不同宿主体内的生长发育和存活。本研究进而以在日本血吸虫感染中发挥重要作用的巨噬细胞作为研究对象，分别用日本血吸虫童虫抗原SSA或虫卵抗原SEA,及TLRs配体LPS、Poly(I:C)和PAM3CSK4处理小鼠巨噬细胞系RAW264.7，分析miR-146a,miR-223和miR-181a的表达情况，初步结果提示这3种miRNAs分子可能通过不同的TLR信号通路，调节小鼠巨噬细胞对SEA、SSA刺激的免疫应答。本研究预测了miR-223、miR-181a和miR-146a的靶基因，并选择一些与天然免疫相关的靶基因或细胞，分析了日本血吸虫感染后这些分子或细胞的变化。同时用血吸虫童虫抗原SSA或虫卵抗原SEA等抗原体外刺激巨噬细胞，分析一些重要天然免疫相关分子表达变化情况，结果表明小鼠在血吸虫感染早期NK细胞、CD4＋T细胞、CD8＋T细胞等免疫细胞比例的变化，及IL-10、IL-12a等细胞因子与TLR2、TLR3、TLR4和MyD88等TLR通路分子的差异表达可能在抗血吸虫感染先天免疫应答中发挥了重要的作用。最后，本研究分别合成了miR-223和miR-181a的模拟物和抑制剂，分析了miR-223和miR-181a对日本血吸虫童虫抗原SSA和虫卵抗原SEA刺激RAW264.7巨噬细胞的调节作用，明确了miR-223和miR-181a通过调节相应的TLR受体分子、TLR通路信号分子和炎性因子的表达，及通过影响巨噬细胞的极化等发挥作用，参与巨噬细胞对血吸虫抗原刺激的免疫应答。本项目为深入理解血吸虫感染早期宿主miRNA分子参与天然免疫应答调节机制积累了知识。培养了1名博士后，3名硕士研究生，发表科研论文7篇，其中被SCI收录论文6篇。