LRR-only蛋白对栉孔扇贝免疫应答的调控作用

The LRR-only proteins have been confirmed to be involved in innate immune responses as a new kind of pattern recognition receptor (PRR) and might play a pivotal role in the innate immune system. However, the mechanism of immune regulation mediated by LRR-only proteins in invertebrate innate immune system is still unclear. In our previous research, three LRR-only protein genes have been identified in Zhikong scallop Chlamys farreri and one of them has been investigated preliminarily. Based on such achievements, the present research will be focused on the full-length cDNA cloning and sequence feature analyzing of more LRR-only proteins by molecular technique and bioinformatics software. The mRNA distribution and expression profile of these genes will be observed via real-time PCR and their binding activity to various ligands will be tested through ELISA based ligand-binding assay or ProteOn XPR36 protein interaction system. RNAi and more other methods will be employed to investigate the immunomodulation mechanism of LRR-only proteins. The results of our research will reveal the mechanism of immune regulation mediated by LRR-only proteins in mollusk and enhance the understanding of the immune defense system in invertebrates.

LRR-only蛋白是近年来备受关注的一类新型模式识别受体，已有研究进展提示该蛋白家族在固有免疫防御机制中发挥着重要作用。目前对海洋无脊椎动物LRR-only蛋白免疫功能的报道几近空白。本项目拟在前期获得3种栉孔扇贝LRR-only蛋白基因的基础上，综合运用各种现代生物学技术手段，从栉孔扇贝中进一步发掘LRR-only蛋白家族成员，分析其序列的保守性和多样性；在个体或细胞水平研究这些分子的表达调控规律；体外重组这些蛋白，筛查其识别和结合配体的种类及结合活性；向原代培养的扇贝细胞中添加这些基因的重组蛋白或通过RNA干扰沉默这些基因的表达，检测这两种处理对各类下游免疫指标的影响；综合以上研究结果阐释该蛋白家族对机体免疫应答的调控作用。本项目的研究成果将为深入了解软体动物LRR-only蛋白的免疫调控作用提供有力证据，丰富和扩展海洋无脊椎动物免疫学内容。

LRR-only蛋白是近年来备受关注的一类新型模式识别受体（pattern recognition receptors，PRRs），已有研究证据提示该蛋白家族在固有免疫防御机制中发挥着重要作用。本项目以我国重要水产养殖品种栉孔扇贝为研究对象，旨在揭示栉孔扇贝LRR-only蛋白家族的结构与功能多样性及其介导的免疫调控机制。主要成果包括：1. 揭示了栉孔扇贝LRR-only蛋白家族的结构多样性与保守性，通过生物信息学手段在栉孔扇贝中发现了49种LRR-only蛋白基因，并成功克隆获得了其中7种的全长cDNA序列，进行了序列结构特征分析，发现了这些蛋白序列结构的多样性与保守性。2. 查明了栉孔扇贝LRR-only蛋白家族的组织分布特征及其对免疫刺激的响应模式，通过real-time PCR技术检测了6种栉孔扇贝LRR-only蛋白基因mRNA的组织分布，明确了扇贝受到不同病原微生物或病原相关分子模式（pathogen associated molecular patterns，PAMPs）刺激后这6种LRR-only蛋白基因mRNA的表达规律，发现这些分子均参与了扇贝对免疫刺激的响应，且对不同微生物或PAMPs的刺激呈现出各异的表达模式。3. 阐释了栉孔扇贝LRR-only蛋白模式识别的广谱性与特异性，检测了CfLRRop-1、2和3蛋白对4种不同PAMPs的结合活性，检测了CfLRRop-4、5和6蛋白对12种不同PAMPs的结合活性，明确了其基因序列保守性/多样性与模式识别特异性/广谱性之间的结构-功能关系。4. 明确了栉孔扇贝LRR-only蛋白在免疫防御中的调控作用，检测了重组CfLRRop-1、2和3蛋白对TNF-α活性的调控作用，检测了重组CfLRRop-4、5和6蛋白对TNF-α、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和溶菌酶活性的调控作用，初步阐明了不同LRR-only蛋白对扇贝关键免疫指标的调控作用。初步揭示了栉孔扇贝LRR-only蛋白家族的结构与功能多样性其介导的免疫调控机制，为深入了解软体动物的免疫调控提供了有力证据，并为海洋无脊椎动物固有免疫研究贡献了新视角、新认知和新成果，亦为栉孔扇贝的病害防控提供了新思路。上述研究成果已发表SCI论文2篇，另有2篇待投稿；协助培养硕士研究生2名，博士研究生1名。