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SERPINA亚家族的进化及东方田鼠SERPINA3n的表达分析

作　者: 黄薇
导　师: 吴坤陆
学　校: 中南大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: SERPIN SERPINA3n 进化东方田鼠日本血吸虫
分类号: Q51
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

SERPIN(丝酶抑制蛋白)是一类分布广泛、成员众多的蛋白酶抑制剂家族,目前已阐明部分家族成员在一些生理及病理过程中,尤其是免疫调节及炎症反应中发挥重要的调节作用。但仍有很多成员功能不明。活跃进化及显著分化是具有不同生物学功能的基础。本研究通过进化分析,解析SERPIN的进化规律,而为进一步研究SERPIN家族各成员的功能指出更明确的目标和方向。日本血吸虫病是世界性分布的、危害严重的人畜共患寄生虫病之一。人类和小鼠感染日本血吸虫后机体处于一种低免疫水平状态,而东方田鼠是目前唯一具有天然抗性的哺乳动物。根据已有的研究结果表明有SERPIN家族成员参与东方田鼠抗日本血吸虫感染过程。本实验通过生物信息学分析及半定量RT-PCR作表达研究,确定东方田鼠SERPIN家族有哪些与抗性相关的成员及其可能发挥的作用,从而有助于阐明东方田鼠抗日本血吸虫感染的分子机制。以已知SERPIN序列及其保守区BLAST基因组数据库,对原鸡、小鼠、黑猩猩、人类等代表性物种SERPIN家族作进化研究,结果表明A、B亚家族进化活跃。对哺乳动物SERPINA亚家族进一步分析发现啮齿类有一个进化活跃的A3次亚家族。而进化活跃与其功能多样性密切相关。通过在大鼠、小鼠SERPIN基因保守区设计引物,扩增获得东方田鼠部分SERPINA亚家族5个成员的反应中心环(reactive centerloop, RCL)特异序列及SERPINA3n的ORF序列。通过进化及序列结构分析表明东方田鼠SERPINA3n基因与大鼠、小鼠直系同源基因RCL有较大差异,而结构决定功能,提示其有不同的抑制功能。为进一步了解东方田鼠SERPINA3n在抗日本血吸虫感染中的作用,从东方田鼠、小鼠感染日本血吸虫0天、7天、12天的肝组织中提取总RNA,通过RT-PCR检测感染前后SERPINA3n亚家族基因的表达差异。基因表达结果显示东方田鼠与小鼠SERPINA3n基因表达均下调,并有差异。综上所述,啮齿类SERPINA3次亚家族的进化异常活跃,显然其成员有明显的功能分化,有待继续深入研究。东方田鼠SERPINA3n的RCL结构与大鼠、小鼠均有明显差别,具有不同的反应特异性。东方田鼠SERPINA3n在感染日本血吸虫后表达明显下调,表明其参与抗日本血吸虫感染过程,可能发挥免疫抑制功能。

SERPINA亚家族的进化及东方田鼠SERPINA3n的表达分析

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