基於血液轉錄組的大熊貓免疫相關基因表達譜研究

《基於血液轉錄組的大熊貓免疫相關基因表達譜研究》是依託四川大學，由張修月擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於血液轉錄組的大熊貓免疫相關基因表達譜研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張修月
• 依託單位：四川大學

項目摘要

疾病嚴重威脅大熊貓的種群安全，而疾病發生和治療與大熊貓自身免疫特性密切相關，因此開展大熊貓免疫基礎研究對於大熊貓的保護具有重要意義。本研究基於高通量血液轉錄組分析，建立大熊貓重要生長階段和母獸幾個特殊生理時期以及野放培訓複雜環境下和犬瘟熱疫苗攻擊後免疫相關基因的表達譜，掌握圈養大熊貓重要生長階段和母獸幾個特殊生理時期的免疫特性，評價免疫狀況和不同類疾病發生的風險，為建立圈養大熊貓有針對性的疾病預防措施提供理論依據；探明野放培訓大熊貓免疫應答策略和培訓期間的動態變化，通過與圈養大熊貓比較分析，篩選野化培訓大熊貓免疫評價的分子標記，為野化培訓大熊貓免疫狀態的監測和評價奠定理論基礎、建議評價指標；掌握犬瘟熱疫苗攻擊後大熊貓免疫相關基因的表達特性，探索其免疫應答的分子機制及該病的治療線索。研究還將鑑定免疫相關基因的SNP位點，探討其與相關基因表達量的關係，為相關免疫疾病發生機制的研究提供重要資源。

結題摘要

基於血液轉錄組分析，我們獲得了大熊貓免疫相關基因的表達概況，鑑定了不同免疫類型的15個免疫通路，涉及到免疫相關基因2207個轉錄子。主要組織相容性複合體（MHC）家族中，Aime-128 MHCⅠ類基因的表達水平遠高於其他基因，暗示Aime-128 MHCⅠ類基因在圈養大熊貓的免疫中可能發揮關鍵作用。我們在血液轉錄組中鑑定了11890個SNP位點，其中CDS上有590個，他們涉及267個基因，功能富集到天然殺傷細胞介導細胞毒性，B細胞受體信號通路，抗原過程和呈現等10條免疫相關的通路，表明這些SNP位點與大熊貓免疫功能的發揮密切相關。我們也鑑定了210個年齡相關的免疫基因，老年個體上調基因大都與先天性免疫相關，相反，下調基因與適應性免疫相關，表明隨著老年化，大熊貓先天性免疫增強、適應性免疫降低。ISG15、STAT1、IRF7和DDX58等幾個hub基因，在年齡相關的免疫改變中可能發揮關鍵作用。 發情期受體識別和炎症反應相關的基因表達量上調，而參與T細胞激活和增殖的基因顯著下調，表明發情期雌性大熊貓先天性免疫增強，而適應性免疫減弱，發情期需經曆局部組織並伴隨強烈的炎症反應。妊娠早期，炎症反應、先天免疫功能以及NK細胞活性受到抑制，大熊貓可能通過犧牲一定的免疫功能以實現免疫耐受。妊娠晚期，NK細胞功能依舊受到抑制，NOD樣介導的先天免疫增強，母體增強對病原體的防禦以保護胎兒。相比圈養大熊貓，野化培訓大熊貓有239個基因上調、61基因下調，功能富集表明野放培訓大熊貓有提高的先天性免疫和適應性免疫，PRF1、TBX21等hub基因可以作為免疫適應監測的候選基因。 項目也初步觀察了5隻大熊貓回響CDV疫苗的免疫應答，與先前血清學抗體研究結果相似，疫苗主要激活了大熊貓的先天性免疫，但與抗體產生相關基因和記憶細胞分化相關基因表達下調或沒有顯著變化，其表達模式的調控機制有待進一步研究。犬瘟熱嚴重威脅大熊貓的種群安全，目前沒有有效的免疫保護方法，因此，深入開展疫苗回響調控機制的研究、發展有效的免疫保護和靶向治療尤為迫切。