Hemocyte Transcriptome and Immunity in Aedes aegypti

埃及伊蚊的血细胞转录组和免疫

基本信息

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The mosquito innate immune response is a major factor governing the interaction between vector and pathogen; consequently, it is a primary determinant of vector competence. Innate immunity in mosquitoes and other insects employs both cellular and humoral components in response to invading pathogens, but studies of the humoral aspects of innate immunity have dominated, with a primary emphasis on the identification of antimicrobial peptides (AMPs) and the signaling pathways involved in their production. Far less emphasis has been placed on hemocytes and cellular immune responses, but recent data clearly verify that cellular responses likely play a critical role in clearing microbial pathogens by phagocytosis, melanization, or by both processes in combination. There is a void in the data required to accurately define regulatory processes, hemocyte-produced effector molecules, and the role these cells and cell products play in innate immunity. It also is clear that AMPs are significant factors in innate immune responses against invading microbes, but it is not known how cellular and AMP-based humoral responses function in concert to clear microbial infections. We believe that a reductionist approach, that studies one gene, or a small set of genes, in relation to a phenotype, has limitations for determining the complex interrelationships that undoubtedly exist in mosquito innate immune responses. Therefore, in order to initate more holistic experimental approaches for studying innate immunity in mosquitoes, we developed a large expressed sequence tag (EST) data set from Aedes aegypti immune-activated hemocytes and complementary oligonucleotide-based microarrays as substrates to evaluate mosquito cellular, as well as humoral, immune responses. The general hypothesis for the research proposed herein is that mosquito innate immune responses are a highly complex network of processes that employ the distinct, but not mutually exclusive, responses of phagocytosis and melanization, in concert with AMPs, to clear bacteria infections from the hemolymph of infected mosquitoes. To test this hypothesis, we will use the mosquito Ae. aegypti and a number of bacteria species in (1) high-throughput molecular approaches to profile gene transcription and to identify distinct patterns underlying the anti-bacterial responses of phagocytosis and melanization, (2) utilize microarray analyses to assess transcription profile changes in relation to different bacterial species (that vary in their pathogenicity and ability to elicit a response) in order to better dissect mechanisms influencing cellular immunity, and (3) employ microarray analyses, synthetic peptides, RNAi methodologies, and phenotype evaluations to better define the role AMPs, and select unknown genes, play in innate immunity. All data resulting from microarray analyses, including experimental protocols used, will be made publicly available on the interactive website that contains our hemocyte EST data.
描述(由申请人提供):蚊子先天免疫反应是控制媒介和病原体之间相互作用的主要因素;因此,它是载体能力的主要决定因素。蚊子和其他昆虫的先天免疫利用细胞和体液成分来应对入侵的病原体,但先天免疫体液方面的研究占主导地位,主要重点是抗菌肽(AMP)的鉴定以及参与其中的信号通路。他们的生产。人们对血细胞和细胞免疫反应的重视程度要低得多,但最近的数据清楚地证明,细胞反应可能在通过吞噬作用、黑化作用或这两种过程的结合来清除微生物病原体方面发挥着关键作用。准确定义调节过程、血细胞产生的效应分子以及这些细胞和细胞产物在先天免疫中发挥的作用所需的数据存在空白。同样明确的是,AMP 是针对入侵微生物的先天免疫反应的重要因素,但尚不清楚细胞和基于 AMP 的体液反应如何协同发挥作用以清除微生物感染。我们认为,研究与表型相关的一个基因或一小组基因的还原论方法在确定蚊子先天免疫反应中无疑存在的复杂相互关系方面具有局限性。因此,为了启动更全面的实验方法来研究蚊子的先天免疫,我们开发了来自埃及伊蚊免疫激活血细胞的大型表达序列标签(EST)数据集和基于互补寡核苷酸的微阵列作为底物来评估蚊子细胞,以及体液、免疫反应。本文提出的研究的一般假设是,蚊子先天免疫反应是一个高度复杂的过程网络,利用不同但不相互排斥的吞噬作用和黑化反应,与 AMP 相结合,清除蚊子血淋巴中的细菌感染。被感染的蚊子。为了检验这个假设,我们将使用蚊子 Ae。埃及伊蚊和许多细菌物种(1)利用高通量分子方法来分析基因转录并识别吞噬作用和黑化的抗菌反应背后的不同模式,(2)利用微阵列分析来评估与细菌相关的转录谱变化不同的细菌种类(其致病性和引发反应的能力各不相同),以便更好地剖析影响细胞免疫的机制,以及(3)采用微阵列分析、合成肽、RNAi 方法,以及表型评估,以更好地定义 AMP 的作用,并选择未知基因,在先天免疫中发挥作用。微阵列分析产生的所有数据,包括所使用的实验方案,都将在包含我们的血细胞 EST 数据的交互式网站上公开。

项目成果

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