轉錄因子和miRNA在果蠅Toll通路免疫回響中的共調節作用研究

《轉錄因子和miRNA在果蠅Toll通路免疫回響中的共調節作用研究》是依託南京師範大學，由馬飛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：轉錄因子和miRNA在果蠅Toll通路免疫回響中的共調節作用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馬飛
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

miRNA和轉錄因子(TF)在Toll通路中起重要調控作用，但TF和miRNA在果蠅Toll通路中的共調節作用卻鮮有報導。我們發現TF和miRNA能共調節Toll通路中MyD88等基因，推測miRNA和TF共調節可能對Toll通路免疫回響起調控作用，為闡明果蠅Toll通路免疫回響中的TF和miRNA共調節作用及其機制，本項目擬對G+細菌刺激黑腹果蠅5個時間點的miRNA與mRNA轉錄組進行RNA-seq測序；構建G+細菌刺激下5個時間點Toll通路TF和miRNA共調節網路並與對照網路進行比較，發現TF-miRNA共調節模式的動態規律；對TF和miRNA共調節MyD88等基因進行功能研究，揭示TF和miRNA共調節果蠅Toll通路應對G+細菌感染回響的機制。項目完成對闡明TF和miRNA共調節在果蠅Toll通路免疫回響中的作用機制具有重要意義，並對動物TLR通路的深入研究提供重要的啟示。

結題摘要

免疫回響的不足或過度激活都會對生物產生傷害甚至導致死亡。果蠅一直是研究動物先天免疫回響和人類疾病的重要模式動物。因此深入研究果蠅先天免疫穩態恢復機制對揭示果蠅自身以及人類健康都具有重要的理論和實踐意義。轉錄因子(TF) 和miRNA是否參與果蠅免疫穩態恢復仍知之甚少。為此，本項目開展了TF和miRNA協同調節果蠅先天免疫回響機制的研究。研究內容和結果：（1）通過對G+和G-細菌刺激後3h、12h和24h果蠅進行RNA-seq測序，發現在免疫回響中Toll和Imd通路各有93和67個差異表達的miRNA。（2）遺傳篩選和分子生物學實驗證明miR-310~313家族、miR-963~964家族、miR-317和miR-958負調控果蠅Toll免疫回響, 而miR-9a和miR-981負調控果蠅Imd通路免疫回響，揭示miRNA通過靶向Toll和/或Imd通路中的基因或抗菌肽負調控果蠅免疫回響的機制。（3）動態miRNA-mRNA調控網路揭示TF和miRNA協同調控多個信號通路抑制免疫過度激活，暗示它們在果蠅免疫穩態恢復中起到了重要作用。（4）在網路分析的基礎上進一步對轉錄因子dMyc調控miRNA參與免疫回響進行了研究，結果揭示dMyc能夠直接激活miR-277轉錄進而抑制其靶基因imd和Tab2的表達負調控過度的免疫回響，致使果蠅Imd信號免疫回響恢復到一個新的穩態；特別是感染致死菌（E.cloacae）9 h後，高表達dMyc成年蠅的存活率顯著高於野生型對照組，表明轉錄因子和miRNA在果蠅免疫回響的穩態維持中起重要調控作用。（5）構建了一個Transfly資料庫，該資料庫收集了經RNAi敲除及ChIP-Seq結果注釋的所有果蠅轉錄因子，以及敲除後得到的差異表達基因及其GO、KEGG、PPI結果和轉錄因子調控靶基因的調控網路。項目的執行過程中項目組已經保存了大量的缺陷型果蠅品系，獲得了許多可能參與果蠅免疫回響的關鍵基因和miRNA數據，並且Transfly資料庫還為方便查詢轉錄因子調控的miRNA和基因提供了資源，這些關鍵數據的積累為深入揭示果蠅免疫穩態維持機制提供了直接的基礎。本項目的完成不僅揭示了TF和miRNA能夠協同調節果蠅免疫回響，而且也為進一步闡明維持果蠅先天免疫穩態的複雜調控機制提供了新的見解。