捻转血矛线虫Hc-dhs-28基因调控虫体发育的作用机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31372426
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    杜爱芳
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    C1805.兽医寄生虫学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

A down-regulation of enzymes in Haemonchus contortus from the fatty acid β-oxidation process is shown, because of the low oxygen tension in the host abomasums, one stage called Parasitism, the other free-living stage. A new gene Hc-dhs-28 was discovered during the research on nematode development, which shows extremely homologous to the gene Ce-dhs-28, coding long chain fatty acid dehydrogenases from the model organism Caenorhabditis elegans; the protein functional domains are similar to the human 17-beta-hydroxysteroid dehydrogenase IV functioning in the peroxisomal fatty acid β-oxidation. RNAi in C. elegans employed the dsRNA of Hc-dhs-28 led to fatty acid accumulation in nematode bodies, which is similar to the pattern in Ce-dhs-28 mutant of C. elegans. Hc-dhs-28 probably therefore involves the peroxisomal fatty acid β-oxidation as a key enzyme, which play an important role in H. contortus development. In this project, gene structure of Hc-dhs-28 is to be characterized firstly, followed with the enzyme activity description of Hc-DHS-28. And more work will focus on its physiological functions both in the free-living stage and parasitic stage. The results will provide great proofs directly on fatty acid metabolism of parasitic nematodes to meet the aerobic or anaerobic environment, and will direct theoretically the following research on the unique development of parasitic nematode.
捻转血矛线虫具有两个生活阶段，普遍认为在寄生阶段，营自由生活时期发生的脂肪酸β-氧化作用会因宿主体内的微氧环境而受到抑制。申请者所在团队研究线虫发育机制过程中获得了1个与模式生物秀丽隐杆线虫的长链脂肪酸脱氢酶基因同源的新基因Hc-dhs-28；其功能域与人过氧化物酶体内脂肪酸β-氧化的限速酶17β-羟基类固醇脱氢酶 Ⅳ相似；对秀丽隐杆线虫进行的RNAi能引起虫体内出现明显的脂肪积聚，形成与Ce-dhs-28突变体相似的表型。因此，Hc-dhs-28可能作为关键酶基因参与捻转血矛线虫过氧化物酶体的脂肪酸代谢，影响其发育。本项目拟从Hc-dhs-28的基因结构和Hc-DHS-28的酶活性研究切入，重点分析该基因参与线虫有氧和微氧生活阶段具体的生理功能，预期研究结果将为寄生线虫有氧与微氧环境中脂肪酸的代谢机制提供直接证据，对揭示寄生线虫独特的生长发育机制具有重要的理论指导意义。

结项摘要

捻转血矛线虫寄生于反刍动物皱胃以吸血为生，严重影响养殖业发展。防治手段主要依赖化学药物，而近年来耐药现象频繁出现使得药物防控效果日渐减弱。筛选新型药靶及疫苗开发是防治方法研究的重要方向。捻转血矛线虫滞育机制使其能够躲避不利环境对自身的影响，是虫体生存的重要保障之一。探明该机制的参与因子，对掌握虫体发育调控机制进而实现该病的防控有重大意义。本研究扩增获得新基因Hc-dhs-28，其cDNA全长1317 bp，DNA全长4615 bp，含有13个外显子和12个内含子；分析预测发现具有短链脱氢酶及SCP 2类固醇结合域两个功能域，C端具有SKL过氧化物酶体定位信号1（PTS 1）；表达特性分析发现其在滞育和自由生活阶段转录水平较高，表达部位集中于肠道和皮下，寄生阶段转录和表达水平均较低；通过原核表达获得正常Hc-DHS-28和功能域关键位点突变重组蛋白，并进行体外酶活动力学试验，证实该蛋白具有短链羟酰基辅酶A脱氢酶功能活性，且121、149、162、166位氨基酸为活性关键位点；在HEK293细胞中观察Hc-DHS-28与过氧化物酶体及线粒体的共定位，发现PTS1定位信号SKL能在C端末尾发挥过氧化物酶体定位功能，并帮助蛋白表达于细胞质过氧化物酶体中；利用C. elegans研究其对线虫发育调控的作用，发现与前期表达定位结果一致即集中表达于肠道及皮下；能部分拯救Ce-dhs-28功能缺失VS8缺失株虫体的体长、产卵量等指标，并能延长虫体在饥饿应激下的寿命；对野生株RNAi后包含Ce-dhs-28在内的整条过氧化物酶体脂肪酸β氧化通路中的基因转录水平均显著下降，且虫体体长缩短，产卵量下降，出现脂肪沉积和大脂滴，虫卵滞留现象严重，饥饿应急下不能进入滞育而死亡；利用原核表达蛋白进行免疫保护试验，发现Hc-DHS-28重组蛋白具有良好的免疫原性，且免疫绵羊后能显著减弱感染捻转血矛线虫后的体重损失，降低虫荷量，使线虫排卵高峰期提前，缩短雌虫体长。本研究明确了Hc-dhs-28基因在虫体发育调控过程中的功能，验证了其作为疫苗候选抗原的潜能，为后续进一步探索线虫滞育形成机制及药靶筛选和疫苗开发奠定了坚实的基础。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Site-Directed Mutagenesis Study Revealed Three Important Residues in Hc-DAF-22, a Key Enzyme Regulating Diapause of Haemonchus contortus.
定点诱变研究揭示了 Hc-DAF-22 中的三个重要残基，Hc-DAF-22 是调节捻转血矛线虫滞育的关键酶
  • DOI：
    10.3389/fmicb.2017.02176
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Huang Y;Zheng X;Zhang H;Ding H;Guo X;Yang Y;Chen X;Zhou Q;Du A
  • 通讯作者：
    Du A
Characterization and function analysis of a novel gene, Hc-maoc-1, in the parasitic nematode Haemonochus contortus.
寄生线虫捻转血矛线虫新基因 Hc-maoc-1 的表征和功能分析
  • DOI：
    10.1186/s13071-017-1991-1
  • 发表时间：
    2017-02-06
  • 期刊：
    Parasites & vectors
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Ding H;Shi H;Shi Y;Guo X;Zheng X;Chen X;Zhou Q;Yang Y;Du A
  • 通讯作者：
    Du A
Profiling of differentially expressed genes in sheep T lymphocytes response to an artificial primary Haemonchus contortus infection.
绵羊 T 淋巴细胞对人工原发性捻转血矛线虫感染反应中差异表达基因的分析
  • DOI：
    10.1186/s13071-015-0844-z
  • 发表时间：
    2015-04-18
  • 期刊：
    Parasites & vectors
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Yang Y;Zhou QJ;Chen XQ;Yan BL;Guo XL;Zhang HL;Du AF
  • 通讯作者：
    Du AF
国内羊寄生虫流行病学调查及捻转血矛线虫系统进化分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国兽医学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭筱璐;杨怡;施宇;黄艳;时恒枝;张玲;周静茹;陈学秋;杜爱芳
  • 通讯作者：
    杜爱芳
Characterization of the development of Haemonchus contortus ZJ strain from gerbils.
沙鼠捻转血矛线虫 ZJ 菌株的发育特征
  • DOI：
    10.1186/s13071-017-2465-1
  • 发表时间：
    2017-10-23
  • 期刊：
    Parasites & vectors
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Yang Y;Guo X;Zhang H;Huang Y;Chen X;Du A
  • 通讯作者：
    Du A

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其他文献

国内羊胃肠道寄生虫流行病学调查及捻转血矛线虫系统进化分析
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    杜爱芳
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  • 作者：
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    杜爱芳
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    中国兽医学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    段丽君;周前进;张红丽;杨怡;闫宝龙;杜爱芳
  • 通讯作者：
    杜爱芳

其他文献

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内源性和外源性INS/ILPs参与捻转血矛线虫感染-寄生过程的分子机制
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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