脂多糖和脂磷壁酸诱导果蝇抗菌肽基因表达的机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31472049
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0403.动物生理与行为
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Innate immune signaling pathways are conserved from insects to humans. For example, Drosophila melanogaster Toll-Sp?tzle and Imd (immune deficiency) pathways share similarities with mammalian Toll-like receptors (TLRs) and tumor necrosis factor (TNF)-alpha pathways, respectively. But Drosophila signaling pathways also differ from mammalian pathways in the recognition processes. Different mammalian TLRs directly recognize microbial components, such as lipopolysaccharide (LPS), peptidoglycan (PG), bacterial DNA and viral RNA molecules to activate signaling pathways. TLR4 recognizes LPS to activate the NF-κB pathway and simulate pro-inflammatory genes. But Drosophila Toll does not directly bind to any microbial components; instead, it binds to the cytokine-like ligand Sp?tzle to activate the Toll-Sp?tzle pathway and stimulate antimicrobial peptide (AMP) gene expression. In addition, in Drosophila, the Toll-Sp?tzle and Imd pathways are activated by Gram-negative and Gram-positive bacteria PGs, respectively, and LPS does not activate AMP genes in adult female flies. However, in some other insect species such as Manduca sexta and Bombyx mori, LPS and lipoteichoic acid (LTA), another major component of Gram-positive bacteria, can activate AMP gene expression. Thus, in this application, we want to ask the following three questions: (1) Can LPS and LTA, like PG, activate AMP gene expression in Drosophila? (2) If LPS and LTA can activate AMP genes, which signaling pathways, the Toll-Sp?tzle and/or Imd pathways, are involved in regulation of AMP gene expression? (3) In addition to Toll-1 and Sp?tzle -1, are any other Drosophila Tolls (Toll2-9) and Sp?tzle proteins (Sp?tzle2-6) involved in signaling pathways to regulate AMP gene expression? To answer these questions, wild-type Drosophila larvae, adult male and female flies will be fed diets containing or injected with ultra pure Gram-negative Escherichia coli LPS-K12 and PG-K12, Gram-positive Staphylococcus aureus LTA-SA and PG-SA as well as Gram-positive Bacillus subtilis LTA-BS and PG-BS, and larvae and adult flies will be collected at different time points post-infection for analysis of AMP gene expression to determine whether LPS and LTA can activate AMP genes. Then, mutant Drosophila flies defected in one of the key genes in the Toll-Sp?tzle or Imd pathway will be used for the feeding and injection experiments to determine which genes or pathways are involved in regulation of AMP genes activated by LPS or LTA. Finally, other Drosophila toll receptors and Sp?tzle proteins will be selected as candidate receptors and ligands to study their interactions by co-immunoprecipitation and protein pull-down assays, and promoter-luciferase assay will be used to test activation of AMP genes in Drosophila S2 cell lines co-expressing Toll receptor and Sp?tzle.
肽聚糖诱导果蝇抗菌肽表达的分子机制已研究的非常清楚,但脂多糖和脂磷壁酸这另外两种细菌体表主要成分是否能诱导果蝇抗菌肽的表达,目前还不清楚。在本项研究中,我们将选用果蝇这种模式昆虫为研究对象,用超纯的肽聚糖、脂多糖和脂磷壁酸免疫刺激果蝇,得到详细的抗菌肽表达模式,确认除肽聚糖外,脂多糖和脂磷壁酸是否能激活果蝇抗菌肽的表达;在此基础上,我们将通过突变体分析和RNAi分析,确认脂多糖和脂磷壁酸是通过哪个信号转导途径来激活抗菌肽表达的;此外我们还将研究果蝇Toll2-9及Spatzle 2-6蛋白间的相互作用和配对情况,分析这些Toll和Spatzle配对是否能激活抗菌肽基因的表达,并进一步确认这些Toll和Spatzle配对是否参与脂多糖或脂磷壁酸激活的Toll-Spatzle信号通路。研究结果将揭示脂多糖和脂磷壁酸诱导果蝇抗菌肽基因表达的分子机理,加深人们对昆虫先天性免疫机制的认识。

结项摘要

抗菌肽基因表达调控的机理一直是昆虫先天性免疫研究领域的热点,并取得了一些进展。但目前有些机理仍然不是很清楚,还需要开展更深入的研究。在本项目的资助下,我们选用果蝇这种模式昆虫为研究对象,较为系统地研究了细菌及细菌细胞壁成分(LPS等)激活果蝇抗菌肽基因表达的机理。研究结果显示:(1)喂食细菌(局部感染)也能激活果蝇抗菌肽基因的表达,并且是通过Toll 和 IMD信号通路来调控抗菌肽基因的表达的,初步揭示了喂食感染方式下果蝇抗菌肽基因表达的机理;另外,预先局部感染能够使果蝇对全身感染具有更高的抵抗力,表明果蝇可能通过协同利用局部免疫和全身免疫来使自己对病菌的感染具有更强的抵抗力;(2)除了PG外,细菌细胞壁的其他成分比如LPS也能诱导果蝇抗菌肽基因的表达,并且诱导模式在果蝇不同虫态及幼虫不同龄期是不一样的,表明LPS等细胞壁成分诱导果蝇抗菌肽表达的模式是非常复杂的;(3)除Toll-1和Spätzle-1外,其他Toll和Spätzle也能配对,并激活果蝇抗菌肽基因的表达;(4)三种NF-κB转录因子能通过形成同源和异源二聚体来调控果蝇抗菌肽基因的表达,表明这些NF-κB转录因子能协同调控果蝇抗菌肽的表达。这些研究结果揭示了果蝇抗菌肽基因表达调控的分子机理,加深了人们对昆虫先天性免疫机制的认识。本项目按期结题,完成了预定的研究目标,取得了预期的研究成果。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Immune functions of insect bGRPs and their potential application
昆虫bGRPs的免疫功能及其潜在应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Developmental and Comparative Immunology
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Xiang-Jun Rao;Ming-Yue Zhan;Yue-Min Pan;Su Liu;Pei-Jin Yang;Li-Ling Yang;Xiao-Qiang Yu
  • 通讯作者:
    Xiao-Qiang Yu
Insect C-type lectins in innate immunity
昆虫 C 型凝集素在先天免疫中的作用
  • DOI:
    10.1016/j.dci.2017.11.020
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    DEVELOPMENTAL AND COMPARATIVE IMMUNOLOGY
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Xia, Xiaofeng;You, Minsheng;Yu, Xiao-Qiang
  • 通讯作者:
    Yu, Xiao-Qiang
Ingestion of killed bacteria activates antimicrobial peptide genes in Drosophila melanogaster and protects flies from septic infection
摄入杀死的细菌会激活果蝇中的抗菌肽基因,并保护果蝇免受败血症感染
  • DOI:
    10.1016/j.dci.2019.02.001
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Developmental and Comparative Immunology
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yunyun Wen;Zhen He;Tao Xu;Yan Jiao;Xusheng Liu;Yu-Feng Wang;Xiao-Qiang Yu
  • 通讯作者:
    Xiao-Qiang Yu
Aedes aegypti Galectin Competes with Cry11Aa for Binding to ALP1 To Modulate Cry Toxicity
埃及伊蚊半乳糖凝集素与 Cry11Aa 竞争与 ALP1 的结合以调节 Cry 毒性
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.8b04665
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Agricultural and Food Chemistry
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Zhang Ling Ling;Hu Xiao Hua;Wu Song Qing;Batool Khadija;Chowdhury Munmun;Lin Yi;Zhang Jie;Gill Sarjeet S;Guan Xiong;Yu Xiao Qiang
  • 通讯作者:
    Yu Xiao Qiang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

核型多角体病毒侵染及其与宿主免疫系统互作的研究进展
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1674-0858.2021.02.6
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄博;朱梦瑶;丘霈珊;张若男;张文庆;余小强;卢玉珍
  • 通讯作者:
    卢玉珍
沉管隧道接头在压-扭-剪组合条件下的力学性能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
    隧道建设
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄小彬;余小强;罗健珲;禹海涛
  • 通讯作者:
    禹海涛
家蚕Fox转录因子在精巢中的表达特征及BmFoxL2在精巢发育中的功能初探
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1674-0858.2022.01.16
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    环境昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡启豪;戴玉玲;裴梦圆;肖妍虹;赵丹珲;余小强;卢玉珍
  • 通讯作者:
    卢玉珍
昆虫肠道微生物的研究进展和应用前景
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    应用昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周帆;庞志倡;余小强;汪肖云
  • 通讯作者:
    汪肖云

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码