文昌魚中嶄新TLR信號通路的比較研究

《文昌魚中嶄新TLR信號通路的比較研究》是依託中山大學，由元少春擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：文昌魚中嶄新TLR信號通路的比較研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：元少春
• 依託單位：中山大學

中文摘要

相對人類含有11個TLR受體和5個TIR接頭分子而言，文昌魚至少含有48個TLR分子和40個TIR 接頭分子。不僅如此，許多TLR信號通路的分子具有新穎的蛋白結構並為文昌魚所特有。這表明文昌魚擁有一個嶄新且強大TLR 信號網路。因此本項目擬在全基因組分析的基礎上，從文昌魚中篩選出免疫識別的TLR受體及負責其信號傳遞的下游分子，勾畫出脊椎動物出現之前TLR系統的基本框架。通過一系列的試驗手段尋找文昌魚TLR受體的特異性配體，闡明如此多的TLR分子在演化過程中是如何逐步實現識別專一性的。本項目也將比較文昌魚TIR接頭分子在分子結構，基因組構成和蛋白功能上的異同點，結合系統的進化分析闡明如此多的TIR 接頭分子是如何分工並連線下游信號傳遞分子的？文昌魚作為現存最古老的脊索動物，本項目的研究將闡明TLR系統對它成功存活所起到的關鍵作用，也為TLR信號網路的演化提供承上啟下的理論依據。

結題摘要

由於文昌魚形態生理和基因組結構相對簡單卻又保留了大量脊椎動物祖先免疫系統的特徵。因此，隨著跨綱跨門的比較免疫學的興起，文昌魚也隨之成為研究免疫系統起源與演化的重要參考模型。我們最近的研究表明，雖然文昌魚不具有類似脊椎動物的適應性免疫系統（依賴於體細胞重排產生抗體多樣性），但它卻擁有數倍甚至數十倍於脊椎動物的先天免疫識別受體分子，比如文昌魚至少含有48 個TLR 分子和40 個TIR 接頭分子。不僅如此，許多TLR 信號通路的分子具有新穎的蛋白結構並為文昌魚所特有，這表明文昌魚擁有一個嶄新且強大TLR 信號網路。因此本項目在全文昌魚基因組分析的基礎上，通過一系列細胞生物學，分子生物學的手段，從文昌魚中篩選出免疫識別的TLR 受體及負責其信號傳遞的下游分子，勾畫出脊椎動物出現之前TLR 信號網路的基本框架。通過該項目的實施，為闡明TLR 系統對文昌魚成功存活所起到的關鍵作用，及TLR 信號網路的演化提供承上啟下的理論依據。 到目前為止，本項目系統研究了文昌魚MyD88，SARM, TICAM 等三個TIR 接頭分子，TRAF, RIP1等數個信號中間分子，及NF-KB，IRF等轉錄因子的功能，證明MyD88依賴信號途徑保守存在於各進化地位的物種中，而TICAM依賴的通路則是首次在脊索動物文昌魚中形成。文昌魚的SARM及TRAF2a分子對這兩條途徑均具有負調節的作用。研究還通過對文昌魚凋亡相關的蛋白的分析，提出了結構域重組是文昌魚先天免疫多樣性產生的重要原因之一。通過項目的實施，共培養了4名博士及1名碩士。截至日前，共發表IF＞5.0的文章5篇，授權專利2項。其中一項研究成果發表在發表在Science Signaling上，並榮譽入選“2010 年中國高校十大科技進展”。從論文完成的質量來看，該項目超額完成了既定的任務，也為後續深入研究文昌魚免疫識別及免疫應答多樣性打下了堅實的基礎。