G蛋白耦联受体NPR-9调控秀丽线虫固有免疫的神经环路与分子机制

摘要

具有七次跨膜结构的G蛋白耦联受体（GPCRs）能够感知细胞外的信号，激活胞内信号转导通路，最终使细胞做出相应的反应。在秀丽线虫中，G蛋白耦联受体NPR-9调控进食和脂肪积累行为，只在AIB中间神经元中表达，而且是负调控AIB中间神经元。该基因在人类的同源物是类蛙皮素肽GRPR，GRPR有很多重要的生物学作用，而且GRPR被认为与人类的孤独症发生有关。有文献表明GRPR是参与调控免疫反应的，而且秀丽线虫的神经系统参与调控固有免疫。基于以上背景，本部分工作主要开展了NPR-9对秀丽线虫固有免疫的神经调控和分子机制研究。
　　首先分析G蛋白耦联受体NPR-9及其配体NLP-5/6基因突变以后是否影响秀丽线虫遭到致病菌侵染后的固有免疫能力，然后考察了npr-9/nlp-5/nlp-6分别发挥作用的神经元以及神经元的作用，最终确认NLP-5/6-NPR-9介导的调控秀丽线虫固有免疫的神经环路，并进而在AIB中间神经元中分析NPR-9调控固有免疫的机制。
　　npr-9基因突变会导致秀丽线虫的固有免疫能力增强，npr-9过表达之后会使秀丽线虫的免疫能力减弱。在npr-9(tm1652)突变体背景下恢复npr-9在AIB中间神经元的表达可以使表型恢复到野生型秀丽线虫的水平，说明AIB中间神经元可能参与调控秀丽线虫的固有免疫。光激活AIB中间神经元后与野生型线虫相比固有免疫能力更强，而光抑制AIB中间神经元之后固有免疫能力降低，说明AIB中间神经元是正调控秀丽线虫的固有免疫的。NPR-9的人同源物GRPR在秀丽线虫中也会部分发挥作用来调控秀丽线虫的固有免疫。ASI感觉神经元可能靶向AIB中间神经元一起来调控秀丽线虫的固有免疫。光抑制ASI感觉神经元后与野生型线虫相比固有免疫能力更强，而光激活ASI感觉神经元之后固有免疫能力降低，说明ASI感觉神经元是负调控秀丽线虫的固有免疫的。对ASI感觉神经元和AIB中间神经元钙成像分析后，神经元胞体内钙信号与对照相比都是有明显变化的，进一步说明ASI感觉神经元和AIB中间神经元是应答于致病菌绿脓杆菌的感染的。NPR-9的配体NLP-5和NLP-6基因突变以后，遭到致病菌PA14侵染后更为敏感，免疫能力下降，而恢复nlp-5/nlp-6的表达后表型可以恢复，说明NLP-5和NLP-6在ASI感觉神经元表达可以恢复相应突变体的固有免疫能力。NLP-5和NLP-6可能是在ASI感觉神经元中参与秀丽线虫固有免疫的调控。通过分析免疫相关基因表达量以及相应基因突变体确认实验，推测NPR-9可能参与在p38 MAPK信号通路和胰岛素信号通路来调控秀丽线虫的固有免疫。
　　综上，得出结论，G-蛋白偶联受体NPR-9参与调控秀丽线虫的固有免疫。npr-9是在AIB中间神经元调控秀丽线虫的固有免疫的，而且AIB中间神经元正调控秀丽线虫的固有免疫。感觉神经元ASI靶向AIB中间神经元并负调控秀丽线虫的固有免疫的。NLP-5/6与NPR-9经由“ASI感觉神经元-AIB中间神经元”神经环路调控秀丽线虫的固有免疫行为。本研究将加深我们对于GRPR在神经系统和免疫系统中复杂调控功能的理解。

目录

声明

摘要

前言

文献综述：秀丽线虫固有免疫的神经调控研究进展

一．神经内分泌信号调控秀丽线虫的固有免疫

二 多巴胺信号通路和固有免疫

三．神经元TGF-β信号通路调控秀丽线虫的抗菌肽基因表达量

四．NPR-1和秀丽线虫的固有免疫

五．GPCR和秀丽线虫的固有免疫反应

六．ARR-1在神经元中发挥作用调控秀丽线虫的固有免疫

七．免疫反应之外的自身保护措施

八、问题与展望

材料与方法

结果与分析

讨论

总结

参考文献

致谢