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约氏疟原虫MIF在宿主抗疟疾感染免疫中的作用机理研究

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目录

摘要

前言

实验材料

实验方法

1 常用的分子生物学方法

2.RNA制备和cDNA合成

3.蛋白表达及纯化

4 重组蛋白的内毒素去除方法及检测

5 蛋白质浓度测定

6.蛋白检测技术

7.酮式-烯醇式互变异构酶活性测定

8.细胞生物学方法

9.细胞凋亡检测

10.约氏疟原虫培养策略

11.小鼠实验

12.电子显微镜观察样品制备

13 流式细胞仪检测和分选

14.PyMIF敲除质粒构建和转染过程中用到的实验方法

15.transwell细胞迁移实验

实验结果

第一部分:PMIF在致死型约氏疟原虫(Py17XL)感染免疫中的功能探索实验总体技术路线

一、Py17XL MIF-KO和MIF-GFP虫株的制备

二、PyMIF不影响约氏疟原虫红内期生长

三、PyMIF在红内期约氏疟原虫中定位于虫体胞质内

四、PyMIF促进宿主炎症因子的分泌

五、PyMIF通过促进CD11b+Ly6c+细胞向脾脏迁移以促炎

六、PyMIF在体外对CD11b+Ly6c+细胞有趋化作用

第二部分:PMIF在非致死型约氏疟原虫(Py17XNL)感染免疫中功能的初步探索

1、Py17XNL虫株感染小鼠虫血率及PMIF表达变化分析

2、Py17XNL MIF-KO虫株的制备

3、17XNL MIF-KO与WT虫株感染Balb/c小鼠基本指标检测的比较

讨论

结论

参考文献

综述

附录Ⅰ 本论文使用的英文缩略语

附录Ⅱ:直博期间发表的文章和参加的会议

致谢

声明

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摘要

由疟原虫感染引起的虫媒传染病疟疾是世界上最严重的三大传染性疾病之一。2013年全球感染疟疾人数仍有1.98亿,其中死亡人数58.4万。疟疾的防控和治疗仍面临着严峻的挑战,而我们对疟原虫生物学特性及其与宿主免疫系统关系的了解仍很匮乏。
  疟原虫来源的巨噬细胞迁移抑制因子MIF(Macrophage Migration InhibitoryFactor,PMIF)是在疟原虫中发现的与宿主MIF同源的蛋白质。MIF是最早发现的细胞因子,它具有活化巨噬细胞和辅助性T细胞、诱导TNF-α、NO等多种炎症因子分泌等特点。在疟原虫感染之后,宿主MIF和PMIF的水平都显著上调。疟原虫为何要分泌一种与宿主的细胞因子如此相似的蛋白,PMIF是否在宿主抗疟疾免疫中发挥作用是一个值得探究的问题。
  本研究首先通过双同源重组的方法构建转染载体,并成功获得了致死性约氏疟原虫虫株Py17XL的MIF敲除虫株(PyMIF-KO)及MIF的荧光表达虫株(PyMIF-GFP)。通过感染Balb/c小鼠的实验观察发现,PyMIF敲除之后,疟原虫仍能顺利完成其红内期生长,并且感染小鼠的虫血率、生存率和体重变化不受影响。然而PyMIF-KO相比于野生型(WT)感染小鼠更早出现贫血,说明PMIF与疟疾贫血发生具有相关性,同样在非致死性约氏疟原虫Py17XNL MIF-KO感染情况下结果也类似。对PyMIF-GFP的观察说明PyMIF在红细胞感染的各期都有表达,并主要定位于虫子的胞质内。
  我们用细胞因子芯片和ELISA的方法检测发现PyMIF敲除之后,宿主血清和全脾细胞培养上清中炎症因子普遍下调,说明PyMIF对宿主有促炎作用。流式分析显示,PyMIF敲除之后,感染小鼠脾脏内CD11b+Ly6c+细胞显著下调。进一步分析得到脾脏内CD11b+Ly6c+细胞下调会显著降低全脾细胞炎症因子分泌的结果。以上结果表明PyMIF的促炎作用与其促进CD11b+Ly6c+细胞在感染小鼠脾脏内聚集相关。体外实验证明,PyMIF对CD11b+Ly6c+细胞有趋化作用,且这种趋化作用与细胞表面受体CXCR2和CXCR4以及细胞粘附因子ICAM-1和VLA-4具有相关性。另外,我们还发现PyMIF与MmMIF在对CD11b+Ly6c+细胞的趋化性上有协同性。
  因此,我们得出结论:PyMIF在鼠疟模型中能够刺激Ly6c+CD11b+在脾脏中聚集从而促进炎症反应。我们推测PyMIF可能以这种方式充当一种免疫调节的自限因子,通过促进宿主的炎症反应以限制自身过快的增殖,使得宿主处在温和的感染状态,以延长自身的存活时间以及增大传播的几率。这可能是疟原虫长期进化的一种适应性的结果。
  本论文工作对约氏疟原虫来源MIF在宿主抗感染免疫中的功能进行了深入的剖析,也为进一步理解宿主与寄生物之间的关系提供了线索。

著录项

  • 作者

    刘娟;

  • 作者单位

    北京协和医学院;

    中国医学科学院;

    清华大学医学部;

    北京协和医学院中国医学科学院;

  • 授予单位 北京协和医学院;中国医学科学院;清华大学医学部;北京协和医学院中国医学科学院;
  • 学科 病原生物学
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 王恒;
  • 年度 2015
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 R382.31;
  • 关键词

    疟原虫; 巨噬细胞迁移抑制因子; 作用机理; 生物学特性; 宿主免疫系统;

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