拟穴青蟹在盐度胁迫下血细胞免疫调控机制的研究

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盐度是极其重要的环境因子之一,直接影响甲壳动物的免疫机能。近年来,环境因子与甲壳动物免疫机制的研究逐渐受到学术界的重视与关注,但研究结果尚不全面,部分物种的研究更鲜有报道,特别是缺乏盐度胁迫下拟穴青蟹血细胞免疫调控网络机制的相关报道。本文聚焦于海南岛优势养殖物种—拟穴青蟹(Scylla paramamosain),以其为主要实验对象,通过数字基因表达谱技术(Digital Gene Expression Profiling,DGE)以及实时定量PCR技术手段,对低盐胁迫下拟穴青蟹血细胞中所获得的差异表达基因进行筛选并验证,初步解析了拟穴青蟹在低盐胁迫下免疫调控的分子机制;并结合低盐胁迫对拟穴青蟹血细胞信号通路因子和相关免疫指标的影响,探讨拟穴青蟹在低盐胁迫下的胞内免疫调控网络机制。主要内容包括以下几个方面:1.低盐胁迫下拟穴青蟹血细胞基因表达谱的构建与分析为获取低盐胁迫下拟穴青蟹免疫响应的分子信息,利用Illumina Hiseq XTen深度测序平台,以盐度30‰为对照组,筛选出拟穴青蟹在低盐(10‰)胁迫24h的差异表达基因。共获得97,257条unigenes,平均长度为786.59 bp;其中93条显著上调,71条显著下调。通过对差异表达基因进行GO功能分类和KEGG通路分析,发现免疫信号通路、细胞免疫、体液免疫和免疫相关过程在低盐胁迫下受到不同程度的调控,进一步获取了低盐胁迫下拟穴青蟹免疫机制分子层面的信息。2.低盐胁迫下拟穴青蟹血细胞免疫信号通路的研究为了了解低盐胁迫下拟穴青蟹血细胞胞内的信号传导途径,对胞内免疫信号通路相关因子进行测定。结果发现低盐胁迫下AC/c AMP/PKA信号通路中的通路因子均发生显著上调现象;其中,腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC)、环腺苷酸(cyclic adenosine monophosaphate,c AMP)和蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)均在低盐胁迫12h达到最大值。而磷脂酶C(phospholipase C,PLC)含量发生显著下降,并在12h达到最小值;环鸟苷酸(cyclic guanosine monophosphate,c GMP)和蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)则在12h达到最大值。由此表明PKA/PKC均在低盐胁迫下做出适应性调控反应。但PLC/c GMP/PKC通路有可能不直接调控于PKC,并且存在其他通路因子对PKC进行调控的可能性。但可以肯定的是,低盐胁迫影响拟穴青蟹血细胞胞内信号的传递,并且导致PKA/PKC相关的信号通路被激活,并调控于免疫应答过程。3.低盐胁迫下拟穴青蟹免疫防御机能的影响研究本研究为了了解低盐胁迫对拟穴青蟹免疫防御机制的影响,对拟穴青蟹血淋巴中的总血细胞数(total hemocyte count,THC)、吞噬活性(phagocytic activity)、血细胞酚氧化酶原(prophenoloxidase,pro PO)、血浆酚氧化酶(phenoloxidase,PO)活性、抗菌活性(antimicrobial activity)、溶菌活性(bacteriolytic activity)和凝集活性(agglutination activity)等相关免疫防御指标进行测定。研究发现,除PO活性在低盐胁迫下12h显著上升以外,其他免疫指标均在低盐胁迫下发生显著下降现象;其中与细胞免疫相关的指标THC、吞噬活性于12h达到最小值;与体液免疫相关的pro PO、抗菌、溶菌和凝集活性等免疫指标均在12h达到最小值。由此表明,拟穴青蟹的免疫防御机能均在低盐度胁迫环境下受到影响,表现出被抑制的现象。
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