雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路对尼罗罗非鱼淋巴细胞介导适应性免疫的调控机制

Great progress has been made in the study on regulation of adaptive immunity by the mechanistic target of rapamycin (mTOR) signaling pathway, which is a frontier for life science research. However, there is a great scarcity of research on the mechanisms by which the mTOR signaling regulates adaptive immunity in lower animals. In this project, the regulatory mechanisms of mTOR signaling in lymphocyte-mediated adaptive immunity of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) will be investigated by using a set of methods in molecular biology, cell biology, molecular and cellular immunology. After constructing the mTOR pathway in Nile tilapia, the sequence, evolution, and expression characteristics of elements in this pathway will be clarified. Subsequently, we will further investigate the regulation of lymphocyte activation by mTOR signaling at the mRNA, protein, and phosphorylation levels, and explore the regulatory mechanisms of mTOR signaling in the proliferation of lymphocytes, as well as lymphocyte-mediated infection clearance. Furthermore, the regulatory role of mTOR signaling in the immunoglobulin M (IgM) production and IgM-mediated immune protection will be analyzed. All these results will reveal the regulatory mechanisms of adaptive immunity in teleost from a new perspective and provide important evidence for the evolution of adaptive immune system.

雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路对适应性免疫的调控，是当前生命科学研究中蓬勃发展的前沿领域。然而，目前该通路对低等动物适应性免疫调控机制的研究极度匮乏。本项目拟以硬骨鱼尼罗罗非鱼为研究对象，综合运用分子生物学、细胞生物学、分子与细胞免疫学等手段，搭建尼罗罗非鱼的mTOR信号通路；明确mTOR通路各元件的序列、进化及表达特征；并在此基础上，从mRNA、蛋白、磷酸化水平解析mTOR通路对尼罗罗非鱼淋巴细胞激活的调控；查明mTOR通路在淋巴细胞增殖、及其介导的感染清除过程中的调控机制；并阐释mTOR通路对免疫球蛋白IgM产生、及其介导免疫保护过程的调节作用。研究成果将从全新的视角揭示硬骨鱼适应性免疫的调控机制，并为适应性免疫系统的进化提供重要的证据和参考。

雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路可感受环境、营养、生长因子、细胞因子等信号而激活，在免疫应答过程中发挥至关重要的调控作用，是当前生命科学研究中蓬勃发展的前沿领域。然而，mTOR通路对低等脊椎动物免疫调控机制的研究极度匮乏。本项目以尼罗罗非鱼为对象，系统、深入的研究了mTOR通路对硬骨鱼淋巴细胞介导的适应性免疫的调控，包括对T细胞的激活、增殖、分化和效应功能的调控，以及对IgM+B细胞的增殖和抗体产生的调控等。研究发现，罗非鱼编码了完整的、进化保守的mTOR通路，且mTOR通路各元件在淋巴相关组织中广泛表达。在病原菌感染或T细胞激活的过程中，mTOR通路各元件在淋巴细胞中的表达或磷酸化被显著诱导。以抑制剂阻断mTOR或通路其他元件，T细胞的活化程度显著降低，且病原感染所诱导的T细胞增殖亦被明显削弱，说明mTOR通路调控了罗非鱼T细胞的激活和增殖。在胞内菌感染后，罗非鱼的CD4+T细胞能够分化为Th1细胞，而mTOR通路可以通过促进T细胞的激活、CD4+T细胞的增殖、以及维持相关转录因子的表达共同调控罗非鱼Th1细胞的分化。同时，罗非鱼mTOR通路的抑制，造成细菌感染过程中IgM+B细胞增殖减弱、IgM抗体产生的降低。更重要的是，我们发现罗非鱼mTOR通路通过转录因子c-Myc促进了IgM+B细胞的增殖和IgM抗体的产生，从而揭示了罗非鱼IgM+B细胞介导体液免疫的一种调控机制。本研究为从全新的视角揭示水产养殖鱼类适应性免疫的调控机制，以及了解适应性免疫系统的进化提供了重要的证据和参考。研究结果在PLOS Pathog、J Immunol、FASEB J、J Biol Chem等期刊发表论文19篇，授权国家发明专利1项。