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孕激素、microRNA及IRAK1对单核巨噬细胞Toll样受体信号转导调控研究

作　者: 孙义锡
导　师: 周俊
学　校: 浙江大学
专　业: 人体解剖与组织胚胎学
关键词: 孕激素 IRAK1 Toll样受体 microRNA 细胞因子 I型干扰素
分类号: R392.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

Toll样受体(Toll like receptors,TLRs)属于IL-1R/TLR受体超家族,其胞浆区存在同源性。在哺乳动物中已发现12种TLRs,除了主要表达于巨噬细胞和树突状细胞外,多种组织细胞均发现TLRs。TLRs是重要的模式识别受体,能识别相应保守的病原相关模式分子,活化细胞内下游信号通路,诱导免疫相关基因表达,启动固有免疫应答,以清除病原体和受感染的细胞,构成机体免疫反应的第一道防线。其异常的活化能导致免疫缺陷、脓毒性休克、自身免疫疾病。Toll样受体信号转导相关分子的研究具有重要意义,为此本课题对孕激素和白介素1受体相关激酶1 (interleukin-1 receptor-associated-1 kinase-1,IRAK1)对单核巨噬细胞Toll样受体信号转导的调控展开研究。第一部分孕激素、microRNA参与巨噬细胞中TOLL样受体信号通路调控研究孕激素由卵巢的黄体细胞和颗粒细胞分泌。除了在维持妊娠中起重要作用外,很多研究发现妊娠生理浓度的孕激素具有免疫调节作用,但机制尚未完全明确。本课题发现孕激素能通过调控TLR信号通路,抑制巨噬细胞对细菌脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)和病毒双链RNA模拟物(polyinosinic polycytidylicacid, poly(I:C))的应答,下调TLR3和TLR4介导的IL-6,iNOS,TNF-α等炎性因子及Ⅰ型干扰素IFN-β的表达。microRNAs是一类非编码小RNAs,对免疫系统平衡有重要的调节作用,microRNAs异常表达可导致免疫功能失调、引起慢性炎症和自身免疫疾病。在本研究,我们发现microRNAs参与孕激素介导的固有免疫调节作用。TLR信号通路的负性调控因子miR146a,在孕激素处理的巨噬细胞中表达上调,而抑制miR146a活性后,其靶点分子IRAK1上调,LPS诱导的IL-6表达明显增加。且抑制miR146a活性后,孕激素抑制LPS诱导的IL-6表达作用减弱。同时,孕激素能明显下调miR-155表达,调控LPS及poly(I:C)诱导的IL-6、IFN-β的表达。增加miR-155活性后,LPS或poly(I:C)诱导的IFN-p表达上调,且孕激素抑制LPS或poly(I:C)诱导的IL-6、IFN-β表达作用减弱。本研究首次揭示孕激素调控巨噬细胞中miR-146a、miR-155的表达,证实了孕激素能通过上调miR-146a抑制巨噬细胞中LPS诱导的炎性因子IL-6,通过下调miR-155抑制LPS或poly(I:C)诱导的IL-6和Ⅰ型干扰素IFN-p表达,提出了孕激素调节免疫反应的新机制。第二部分IRAK1调节单核巨噬细胞中TOLL样受体信号转导研究白介素1受体相关激酶1 (interleukin-1 receptor-associated-1 kinase-1,IRAK1)属于IRAKs家族,其含有死亡结构域和蛋白激酶结构域,其在TLRs/IL-1R家族介导的信号级联反应中起重要作用。IRAK1c是广泛表达于人类各组织的一种IRAK1剪切变体,是脑中IRAK1的主要存在形式,其含有作为接头分子的死亡结构域,但其缺失11外显子编码区而不具蛋白激酶活性。我们研究发现人源性单核巨噬细胞系THP-1细胞主要表达IRAK1蛋白,另外也表达IRAK1c蛋白。LPS刺激THP-1细胞后,IRAK1发生磷酸化而活化。我们构建含蛋白激酶活性的IRAK1高表达载体和不含蛋白激酶活性IRAK1c高表达载体,转染到佛波脂(phorbol 12-myristate 13-acetate,PMA)活化的THP-1细胞中。与对照空载体组相比,LPS刺激后,含IRAK1高表达载体的单核巨噬细胞的炎性细胞因子IL-6,TNF-α表达显著增加,而LPS或poly(I:C)刺激后,Ⅰ型干扰素IFN-p表达的下调。IRAK1c高表达的单核巨噬细胞中LPS或poly(I:C)诱导的IL-6,TNF-α明显下调,而Ⅰ型干扰素IFN-p表达增加。LPS刺激干扰IRAK1及IRAK1c的细胞,IL-6,TNF-α表达下调,而Ⅰ型干扰素IFN-p表达的上调,与IRAK1过表达结果相反,进一步证实了IRAK1对炎性因子和Ⅰ型干扰素的调控作用。为进一步研究其作用机制,我们检测MAPK活化水平的改变。LPS刺激后,含IRAK1c高表达组与对照组相比,ERK磷酸化水平没有改变。综上所述,IRAK1能促进炎性因子表达而抑制Ⅰ型干扰素的产生,可能是作为接头分子的死亡结构域和具有激酶活性的蛋白激酶结构域在其介导的下游的信号转导中发挥不同的作用的结果。广泛表达于人体各组织的IRAK1c能抑制炎性因子,同时增强Ⅰ型干扰素的产生,在增强抗感染疗效的同时,抑制炎症反应带来的损伤。本研究为深入认识IRAK1及其异构体在TLR信号转导中的作用,尤其是其对炎性因子和Ⅰ型干扰素平衡的调控提供了一个新的机制。

全文目录

致谢  4-5
中文摘要  5-8
Abstract  8-11
缩略词表  11-13
第一部分孕激素、microRNA对巨噬细胞Toll样受体信号转导调控研究  13-35
  前言  13-16
  材料与方法  16-24
  结果  24-32
  讨论  32-34
  结论  34-35
第二部分 IRAK1调节单核巨噬细胞Toll样受体信号转导研究  35-49
  前言  35-37
  材料方法  37-40
  结果  40-46
  讨论  46-48
  结论  48-49
参考文献  49-54
综述  54-64
  参考文献  61-64
作者简历及在读期间所取得的科研成果  64

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