香鱼抗菌肽LEAP-2的作用及机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31402333
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    李长红
  • 依托单位：
    宁波大学
  • 学科分类：
    C1907.水产生物免疫学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Liver-expressed antimicrobial peptide 2 (LEAP-2) is one of the cationic antimicrobial peptides and extremely important components of the innate immune system found in animals. Literatures reveal LEAP-2 has a direct antibacterial activity against a variety of microorganisms, and may relate to the activation of immune cells. However, its function and mechanism of action in fish remain unclear. Based on our preliminary research foundation, we aim to study the dual role of ayu (Plecoglossus altivelis) LEAP-2 in killing bacteria directly and mediating of immune cells. By examining the effect of LEAP-2 on the antibacterial activity, the DNA binding ability, the membrane damage and ultrastructure change of bacteria in vitro, we will illustrate the mechanism of direct bacterial killing. By observing the survival, bacterial load in tissue, pathological characteristic and cytokine expression in infected fish treated with LEAP-2, we will illustrate the protective immunity effect of LEAP-2. By using primary cultured head kidney-derived monocytes/macrophages, we will investigate the activation effect of LEAP-2 on monocytes/macrophages including the alterations of phagocytosis, bacterial killing, and gene expression profiles to illustrate whether LEAP-2 influence the activity of monocytes/macrophages. This work will not only reveal immune modulation mechanism of fish antimicrobial peptides, but also lay the theory foundation for research and development of antimicrobial peptides as new drug or agent.
肝表达抗菌肽2 (LEAP-2)是阳离子抗菌肽的一种，是动物先天免疫的重要组成部分。文献揭示，动物LEAP-2除具有直接杀菌活性外，还可能与免疫细胞激活有关，但鱼类中作用及机制均不清楚。基于前期研究基础，本项目拟探讨香鱼LEAP-2直接杀菌和调控免疫细胞的双重作用及相应机制。拟体外研究LEAP-2的抗菌活性以及对DNA结合能力、细菌细胞膜的损伤与超微结构的影响，初步阐明LEAP-2的直接抗菌作用机制；整体动物水平上研究LEAP-2对感病香鱼存活率、组织载菌量、组织病理和细胞因子表达的影响，明确LEAP-2对感病香鱼的免疫保护作用；体外细胞培养研究LEAP-2对香鱼单核/巨噬细胞吞噬与杀菌能力、基因表达谱的影响，初步阐明LEAP-2是否影响单核/巨噬细胞的活性。研究结果不仅能揭示鱼类抗菌肽参与机体免疫反应的调控机制，而且能为抗菌肽类新型药物或制剂的研发提供理论依据。

结项摘要

肝表达抗菌肽2 (LEAP-2)是阳离子抗菌肽的一种，是动物先天免疫的重要组成部分。本研究首先化学合成香鱼LEAP-2成熟肽用于测定其直接杀菌作用，结果表明，香鱼LEAP-2对鳗利斯顿氏菌和迟缓爱德华氏菌的抗菌活性最强，其次是大肠杆菌；扫描电镜和透射电镜观察发现，经LEAP-2处理的细菌表面出现皱缩，有明显孔洞，原生质出现渗漏；琼脂糖凝胶电泳检测发现，LEPA-2与细菌基因组DNA或质粒DNA孵育后出现水解；渗透率测定结果表明，LEPA-2能引起细菌细胞膜的通透性显著增强。揭示香鱼LEAP-2可能通过与细菌细胞膜结合，使细胞膜通透性增强，破坏细胞膜结构，在细胞膜上形成许多孔道，造成细菌胞内原生质渗漏，影响细菌代谢系统，进而膜局部破损，最终引起细胞膜破碎，细胞完全解体，从而起到抑菌与杀菌作用。其次，鉴于香鱼LEAP-2基因mRNA的表达与鳗利斯顿氏菌感染密切相关，研究了LEAP-2对香鱼的免疫保护作用，结果发现，LEAP-2蛋白通过增强鳗利斯顿氏菌感染香鱼的存活率、降低组织载菌量及促炎细胞因子表达来发挥免疫作用。进一步从细胞水平上研究发现，LEAP-2能够增强单核/巨噬细胞吞噬与杀菌能力以及呼吸爆发功能，抑制细菌感染诱导的促炎细胞因子表达。最后以LEAP-2为诱饵蛋白，从香鱼单核/巨噬细胞cDNA文库中筛选互作蛋白，最终获得一个名为癌胚抗原相关的细胞粘附分子20 (Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 20, CEACAM20) 的蛋白。综上，香鱼LEAP-2不仅具有直接抑菌与杀菌作用，并可通过激活香鱼单核/巨噬细胞的功能发挥机体免疫保护作用。本研究在国际上首次系统阐明抗菌肽LEAP-2参与鱼类细菌性感染免疫应答中的作用及机制，为抗菌肽类新型药物或制剂的研发奠定了理论基础。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Molecular characterization of the liver-expressed antimicrobial peptide 2 (LEAP-2) in a teleost fish, Plecoglossus altivelis: Antimicrobial activity and molecular mechanism
硬骨鱼 Plecoglossus altivelis 肝脏表达的抗菌肽 2 (LEAP-2) 的分子特征：抗菌活性和分子机制
  • DOI：
    10.1016/j.molimm.2015.02.022
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Molecular Immunology
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    He-Xiang Li;Xin-Jiang Lu;Chang-Hong Li;Jiong Chen
  • 通讯作者：
    Jiong Chen
大黄鱼Wap65-2 基因成熟肽区酵母双杂交诱饵载体的 构建及鉴定
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    生物技术通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    裘天休;李长红;陈炯
  • 通讯作者：
    陈炯
香鱼HSP90β基因的克隆、序列特征及表达分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    生物学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    默立宾;李长红;陈炯
  • 通讯作者：
    陈炯
香鱼精氨酸酶II基因的cDNA克隆及其表达与鳗弧菌感染的相关性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    生物技术通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    丁斐斐;李长红;陈炯;张琪
  • 通讯作者：
    张琪
Cloning, Expression, and Functional Analyses of MHC Class II α in Ayu, Plecoglossus altivelis
香鱼、Plecoglossus altivelis 中 MHC II 类 α 的克隆、表达和功能分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    Changhong Li;Feifei Ding;Jie Chen;Libin Mo;Jiong Chen
  • 通讯作者：
    Jiong Chen

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其他文献

基于光子晶体波导的宽带低色散慢光特性研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    青岛大学学报(工程技术版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    毛强明;李长红;夏铮
  • 通讯作者：
    夏铮
香鱼组织蛋白酶D基因解析和表达分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    动物学研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    焦宇;李长红;陆新江;陈炯
  • 通讯作者：
    陈炯
Sequencing of the first ayu (Plecoglossus altivelis) macrophage transcriptome and microarray development for investigation the effect of LECT2 on macrophages
第一个香鱼 (Plecoglossus altivelis) 巨噬细胞转录组测序和微阵列开发，用于研究 LECT2 对巨噬细胞的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Fish & Shellfish Immunology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何宇青;陈炯;史雨红;李长红
  • 通讯作者：
    李长红
大带隙二维光子晶体结构的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    光子学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    鲁辉;李长红;田慧平;纪越峰
  • 通讯作者：
    纪越峰
Molecular cloning, characterization and expression analysis of a novel wap65-1 gene from Plecoglossus altivelis
香鱼新 wap65-1 基因的分子克隆、表征和表达分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Comparative Biochemistry and Physiology -- Part B: Biochemistry and Molecular Biology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李长红;陈炯
  • 通讯作者：
    陈炯

其他文献

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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

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          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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