虹彩病毒胁迫下东北林蛙皮肤抗菌肽表达及其生物学活性分析

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:xs0405010154
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两栖类在长期的进化历程中形成了应对多种微生物侵袭的较为完善地抗菌肽防御体系。正是这些序列、结构、生物活性多样化的抗菌肽为处于复杂生境的两栖类提供了快速而有效的防御屏障。研究表明抗菌肽表达的种类和丰度均会受到周围环境因子的调控,因此,了解这些环境因子及其对抗菌肽的影响对评估两栖类的免疫状况至关重要。但是,目前对于两栖类活性肽与环境微生物的相互作用关系尚不清楚,对两栖类在微生物胁迫下抗菌肽的表达规律也鲜有研究。本研究选择东北地区的两栖类代表物种东北林蛙(Rana dybowskii)作为研究对象,通过分析东北林蛙在其易感微生物虹彩病毒胁迫后皮肤抗菌肽组分及含量的动态变化,探讨了两栖类动物在抵御外来微生物侵袭时抗菌肽的表达变化规律及其在免疫防御中的意义。利用高效液相色谱技术,构建了虹彩病毒胁迫蛙1h,3h,6h,12h,24h,48h,72h后7个时间点皮肤分泌物的RP-HPLC差异图谱,之后收集各洗脱峰进行抑菌活性的检测并对有活性的组分二次分离纯化。同时用液质联用(lc-ms/ms)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(maldi-tof-tof)对酶解、非酶解两状态下的东北林蛙皮肤分泌物进行分离鉴定,用N端测序技术对HPLC分离纯化获得的高纯度活性肽组分进行测序。最后,运用课题组构建的真核表达体系获得重组抗菌肽dybowskin-1ST,以其为代表探明抗菌肽对小鼠创伤愈合的作用。结果显示,虹彩病毒(RGV)胁迫东北林蛙后1h-72h时间范围内其皮肤分泌物抗菌肽组分的表达丰度发生显著变化且表现出明显的规律性。皮肤分泌物浓度呈现出“V”字型的变化规律,在24h时最低;RP-HPLC图谱显示RGV胁迫后24h蛙皮肤分泌物的大多数抗菌肽组分丰度均明显下调,但对抗菌肽组分构成的影响不大。质谱和N端测序共获得9个家族的14种多肽序列,四条为全长序列,其它为可信度较高的非全长肽段;其中抗菌肽13条,分别为:Brevinin-1DYa、Brevinin-1DYb、Brevinin-1Pb; Brevinin-2DYd、Brevinin-2DYe、Brevinin-2DYa; Ranatuerin-2Vb、Ranatuerin-2Amb;Japonicin-1CDYa. Dybowskin-1CDYa、Palustrin-2Isc、Temperin-1DYa、Temperin-2ST。另一条为缓激肽Bradykinin RS-14。东北林蛙皮肤抗菌肽呈高度多样性并富含具有广谱抗菌活性的Brevinin-1和Brevinin-2两家族抗菌肽。东北林蛙皮肤抗菌肽dybowskin-1ST不仅具有抑菌活性还能改善小鼠损伤部位肉芽组织的生长状态和胶原纤维形成,促进伤口愈合。东北林蛙抗菌肽的多样性分布揭示了其在进化过程中面临复杂微生物区系的挑战,同时该物种拥有的强大抗菌肽谱也说明其具有很强的免疫保护能力。本研究对东北林蛙抗菌肽组分及其抗菌谱的探索有助于两栖类相关物种的保护及疾病防制。
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