Prdm1与Prmt5、Mep50的相互作用及其在鱼类先天免疫中的作用

Innate immunity is important for fish defending pathogens. Prdm1 as a transcriptional factor plays a major role in innate and postnatal immune response in mammals. Prdm1 may function by recruiting Prmt5. Fish have two homologous prdm1, prdm1a and prdm1b. We found that both Prdm1a and Prdm1b could bind Prmt5 and/or Mep50 of medaka and that Prdm1a was involved in fish innate immunity. However, the binding pattern and the critical binding sites are unknown, and the functional divergence of Prdm1a and Prdm1b and the regulation mechanisms of Prdm1 in fish innate immunity are in dim. We want to study (1) how these proteins binding each other, (2) how these proteins playing their roles in NF-κB pathway of innate immunity by using medaka as a model. The finish of this project will make us understand the interactions of Prdm1a/Prdm1b and Prmt5 and /or Mep50，will uncover the regulation mechanism of these proteins in the innate immunity of fish, will provide new knowledge of immunity regulation in fish, and will also benefit the studies in mammals as a reference.

先天免疫在鱼类抵御病原侵害中具有重要作用。Prdm1在哺乳动物先天和后天免疫调控中发挥重要作用。Prdm1可能招募Prmt5发挥其转录调控功能。鱼类有两个同源的prdm1，prdm1a和prdm1b。前期研究发现青鳉Prdm1a和Prdm1b都与Prmt5和Mep50有相互作用，Prdm1a与鱼类先天免疫相关。但是，Prdm1和Prmt5及Mep50的结合方式和结合位点未知，Prdm1a和Prdm1b的功能如何分化、如何在免疫调节中发挥作用还不清楚。本项目拟以青鳉为材料，研究Prdm1a、Prdm1b和Prmt5、Mep50的相互作用及其在先天免疫反应途径特别是NF-κB信号途径中的作用机制。本项目的完成将阐明Prdm1a和Prdm1b与Prmt5和Mep50的相互作用，揭示它们在鱼类先天免疫中的调控作用机制，为深入了解鱼类免疫调控机理增加新的资料，也可以作为高等动物相关研究的参考。

Prdm1与Prmt5结合，在哺乳动物生殖、发育和免疫等方面发挥重要作用。本项目在前期研究的基础上，以青鳉为模型，研究鱼类Prdm1、Prmt5等在鱼类发育和免疫中的功能及其相互作用。本项目进行了青鳉Prdm1、Prmt5和Mep50的蛋白质体外表达，通过免疫共沉淀等方法研究了Prmt5与Mep50的相互作用，预测了它们的三维结构及相互作用位点。对筛选的、与Prmt5相互作用的蛋白质进行了基因克隆和功能分析。研究表明，青鳉Tim家族(Tim1、Tim3和Tim4)为合子型基因；其中，Tim3和Tim4的蛋白质结构独特，包含2个Ig结构域。Tim1、Tim3和Tim4都能响应免疫刺激。青鳉ApoA1在胆固醇代谢和免疫中也发挥作用，它能响应食物胆固醇和免疫刺激。Prdm1和Bcl6aa互相抑制。Prdm1a和Prdm1b能够直接调节Bcl6aa的表达，Bcl6aa可以抑制Prdm1a和Prdm1b启动子。Bcl6aa和Bcl6b有多种可变剪接体。Bcl6aa、Bcl6ab和Bcl6b都在免疫响应中发挥作用。Prmt5基因敲除后，纯合子致死，其原因可能是干细胞维持因子表达的降低引起的干细胞消失。转录组分析表明，Prmt5敲除杂合子肝脏、精巢和卵巢中许多基因的表达发生了变化。Mep50基因敲除后代可以获得纯合子，但纯合子不能产生后代。Mep50敲除纯合子后代胚胎细胞凋亡率高，在胚胎发育的早期就发生死亡。这些结果说明Prmt5及Mep50是鱼类胚胎发育所必须。本项目还以斑马鱼为对象，研究了Fundc1在鱼类胚胎发育中的作用，发现Fundc1是胚胎体轴正常发育所必须。以上研究结果，对于深入了解这些基因在鱼类发育和免疫中的功能有积极意义，并可作为其它动物研究的参考和今后研究的基础。由于蛋白质表达不太顺利，有关蛋白质结构和相互作用位点的研究尚待今后进行。