胶原蛋白网络对秀丽隐杆线虫表皮固有免疫的调节的研究

摘要

哺乳动物的胶原蛋白含量非常丰富，约占总蛋白的25％-35%。胶原蛋白不仅负责维持组织的形态结构，而且在各种生理及病理过程中都有重要作用，其缺失或变异后会对机体产生严重影响，已知人类超过1300种疾病由胶原蛋白突变引起。目前，越来越多的报道显示了胶原蛋白和免疫系统的关系。但是目前的研究大多关注单个胶原蛋白对特异性免疫细胞的作用，而忽视了胶原蛋白网络作为一个高度交联的整体对组织免疫微环境的调节。秀丽线虫拥有175个胶原蛋白，大多集中在与表皮细胞顶膜相邻的外皮细胞外基质中，与哺乳动物具有很高的同源性。在本课题中，我们充分利用秀丽线虫简单保守的固有免疫系统和基因敲除的易操作性等优点，系统全面地解析胶原蛋白网络对上皮细胞固有免疫的调控作用。我们通过逐一敲除秀丽线虫外皮胶原蛋白，并用荧光报告基因检测固有免疫应答激活情况，我们发现仅有6个胶原蛋白的缺失会导致上皮细胞固有免疫应答的激活，而其它成员缺失则无显著影响。更有趣的是，这6个胶原蛋白的时间特异性表达曲线高度一致，预示它们之间很可能互相交联形成一个专门调控固有免疫的亚网络结构。这些结果显示生物体庞大的胶原蛋白家族中可能有少数几个具有基本的免疫监控功能，在健康的细胞外基质中负责抑制上皮细胞的固有免疫系统。目前已知秀丽线虫表皮相关固有免疫主要有四条高度保守的信号通路。秀丽线虫可以通过这些通路来对不同类型的侵扰产生特异性应答，并且激活下游抗菌肽，溶菌酶，凝集素等免疫效应分子的表达。
　　本研究用遗传学手段，将可以控制表皮抗菌肽表达的通路中的基因一一敲除，来分别阻断每个通路，观察这些通路的阻断对胶原蛋白缺失引起的抗菌肽上调的水平变化。确定了这一调节作用所依赖的信号通路是经由顶部跨膜受体MUP-4和STAT家族蛋白STA-2传导的。再次，我们发现虽然这6个胶原蛋白无一与表皮细胞免疫调节受体MUP-4共定位，但缺失其中任何一个胶原蛋白都会严重扰乱MUP-4的胞外结合蛋白BLI-1的定位，导致其从MUP-4上的脱离。根据目前的研究成果我们认为细胞外基质中的胶原蛋白网络很可能通过一种二层级联模式来对细胞外微环境进行免疫监控：负责激活免疫应答的核心元素仅为一对胶原蛋白-受体复合体，同时为了提高预警敏感性，另有6个胶原蛋白间接控制核心胶原蛋白与受体的结合。而为了避免预警系统过于敏感，绝大多数胶原蛋白并不参与免疫应答的调控任务。本研究揭示了生物体细胞外基质对组织损伤造成的免疫应答进行调控的巧妙和精确性，为充分探究细胞外基质在免疫调节中的作用提供了新的思路。

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前言

第一章 秀丽线虫外皮胶原蛋白调节表皮固有免疫应答的总体情况

1.1 实验材料

1.2 实验方法

1.3实验结果

1.4本章小结

第二章 秀丽线虫外皮胶原蛋白调控表皮细胞固有免疫应答所经由的信号通路

2.1 实验材料

2.2实验方法

2.3实验结果

2.4 本章小结

第三章 秀丽线虫具有免疫调节功能的外皮胶原蛋白的具体作用分子机制

3.1 实验材料

3.2实验方法

3.3实验结果

3.4 本章小结

第四章 秀丽线虫外皮胶原蛋白与固有免疫调节受体MUP-4的作用方式

4.1 实验材料

4.2实验方法

4.3 实验结果

4.4 本章小结

第五章 讨 论

参考文献

文献综述：上皮组织中的抗菌肽作用的研究

英文缩略词

硕士期间完成的论文

致谢