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新孢子虫纳虫泡膜组成关键蛋白的鉴定及功能医学研究

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  • 论文编号:el2019010922214418365
  • 日期:2019-01-08
  • 来源:上海论文网
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本文是一篇医学论文,不管是中医学还是西医学,从二者现有的思维方式的发展趋势来看,均是走向现代系统论思维,中医药学理论与现代科学体系之间具有系统同型性,属于本质相同而描述表达方式不同的两种科学形式。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇医学论文,供大家参考。
 
第一篇 文献综述
 
第一章 新孢子虫病概述
新孢子虫病呈世界性分布,严重危害养殖业的发展。它是由顶复亚门的胞内寄生原虫:犬新孢子虫(Neospora caninum)引发的,临床上主要症状为:怀孕母牛流产、新生胎牛死亡、犬神经系统功能障碍等[1]。1999 年,Tranas 等研究人员发现新孢子虫抗体存在于人的血清中,而后在人组织中检测到了新孢子虫,但并未发现新孢子虫抗体[2]。2007 年,刘群教授等人的研究表明:在流产胎牛的脑组织中发现了新孢子虫抗体,该研究证实新孢子虫病在我国也存在[3]。新孢子虫病对养殖业造成了巨大的损失,因此,引起了研究人员的关注,对新孢子虫病原进行了深入的研究,采取有效疾病控制措施,扭转畜牧业尤其是养牛业发展趋势。本章将从新孢子虫的病原学、流行病学、入侵宿主细胞的机制、繁殖障碍机制和新孢子虫病的危害、诊断、预防来进行详细的阐述,为研究新孢子虫和新孢子虫病奠定理论基础。新孢子虫生长和繁殖周期中经历五个阶段:速殖子、组织包囊、缓殖子、卵囊及子孢子阶段。在中间宿主中可分离到速殖子和组织包囊,而终末宿主的粪便中可检测到排出的卵囊。在宿主细胞中,速殖子会形成发育良好的具有微管内膜网络的寄生空泡。弓形虫作为顶复亚门寄生虫中典型且研究较为深入的寄生虫,是新孢子虫研究过程中的重要的参照对象。弓形虫入侵宿主细胞后可观察到线粒体细胞与寄生空泡的质膜连在一起,然而在新孢子虫中较为罕见。光镜下新孢子虫的速殖子比弓形虫体积大。微线体在弓形虫中的数量较少,但大量存在于新孢子虫中。棒状体无序存在于弓形虫中,但规律的垂直定位于新孢子虫的裂殖子表膜上。致密颗粒均分布在两种寄生虫速殖子内,在后期弓形虫内含量较多,而在早期新孢子虫内含量更多。在增殖方式方面:新孢子虫与弓形虫一致,均由一个母代寄生虫增殖形成两个子代寄生虫[4]。新孢子虫的速殖子寄生条件较为宽泛,可在多种体细胞,神经细胞,室管膜细胞和血管内皮细胞中生长。
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2 流行病学
 
2.1 分布情况
新孢子虫病在世界各地均有报道。该病的致病源是新孢子虫,宿主范围广,常常经过胎盘的垂直传播感染[17]。1957 年,犬新孢子虫病首次爆发于美国[1]。2007 年,我国北京首次发现新孢子虫,随后陆续在吉林、西藏、新疆等 10 余个地方报道发现新孢子虫病[19-24]。
 
2.2 宿主犬是最为常见的新孢子虫
宿主,它既可以作为中间宿主,也能作为终末宿主。此外,灰狼、红狐和山狗也可作为新孢子虫终末宿主。牛、水牛、马、羊、骆驼、狼、鹿和红狐狸属于天然的中间宿主。也有一些动物在实验过程中被证实为可以被感染的中间宿主,如:大鼠、小鼠、猪、猫、狐狸和猴子[12]。野生动物中,已有研究报道的很多陆地哺乳动物均可作为新孢子虫宿主,如:水牛、野兔、羚羊、斑马、麝香牛、土狼、奇狐狸、汤普森瞪羚、狍子、骆驼、狮子、黑斑羚、白尾鹿、红鹿、麋鹿、阿尔卑斯野山羊、犀牛、狮子、鼠、驯鹿、扁角鹿、疣猪、斑马、土狼、浣熊、斑点鬣狗、狮子和猎豹等[25];海洋哺乳动物,如:海豚、海獭、海象和海豹也能够作为新孢子虫宿主,在其体内均有新孢子虫抗体被检测到[26]。对新孢子虫宿主的深入研究有助于了解和探索新孢子虫的生活史,明确新孢子虫病的传播机理。宿主的明确为新孢子虫病的防控打下了坚实的理论基础。
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第二章 蛋白质组学在寄生虫学中的研究进展
 
组织和细胞表达的全部蛋白质的总和称为蛋白质组学。他是以基因组学为依据,研究机体在某一生理或病理的情况下所表达的蛋白[81]。Wilkins 等研究人员于 1994 年首次提出蛋白质组学是基因表达的各种蛋白质统称,包含了多种蛋白亚型及修饰后的蛋白[82]。常见的蛋白的修饰过程包括:糖基化、磷酸化、酰基化和泛素化等,经修饰后的蛋白在基因和蛋白的水平上都有一定的差异[83]。蛋白质组学呈现动态化发展,在自然的细胞生长、分化和死亡的生命过程中,蛋白质的表达也在发生着改变。和基因学的研究相比,蛋白组学的研究更能够体现机体生命活动的进程,反应机体的生理、病理和多种理化刺激产生的蛋白表达差异性变化[84]。蛋白质组学的研究也同样应用在对寄生虫学的研究中,在寄生虫的疾病诊断、疾病诱发的关联蛋白和疾病的标志物的研究中起到了重要的作用。通过对蛋白质改变的研究,从而筛选出针对性治疗的药物和发现寄生虫的入侵途径的变化[85]。蛋白组学研究的主要手段:双向凝胶电泳和质谱分析。然而对于样品中表达量低且丰度低的蛋白,这两种手常规技术是无法准确检测到的。因此,引入了同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative andabsolute quantification,iTRAQ)技术,是检测更灵敏、准确且通量高[86]。
 
1 蛋白质组学研究技术
蛋白组学研究的主要手段是综合双向凝胶电泳和质谱技术。双向凝胶电泳技术:利用差异蛋白质的 pH 值不同将等电点相同的蛋白质聚焦,筛选出的蛋白质进行聚丙烯酰胺凝胶电泳,经考马斯亮兰染色后区分蛋白分子量大小不同的蛋白质及其二维分布结构图。然而,受到蛋白质纯度和浓度的影响,通常利用该技术并不能得到理想的蛋白质斑点图。而质谱分析技术利用电场和磁场按照质荷比的不同将运动的离子进行差异化聚焦,最终获得质谱图。该技术为研究蛋白组提供了准确的信息,推动了组学研究[87]。蛋白质质谱技术鉴定方法包括:电喷雾电离(ESI)和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI)技术。把酶解分离到的肽段导入带有 ESI 的串联质谱(MS /MS)后发现:结合数据分析,图谱可以更精准的得到差异蛋白。将高效率、高灵敏度、高分辨率且高通量的质谱分析结果,结合生物信息学分析有助于精准的蛋白组学研究[88]。
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2 iTRAQ 技术与蛋白质组学
美国 ABI 公司开发的 iTRAQ 技术是一种多肽体外标记技术[89],对肽段进行特异性同位素标记,标记后的肽段进行串联质谱分析。辅助生物信息学软件的结果对蛋白质分析和鉴定。可以高效的筛选出差异性表达的蛋白,且对低丰度表达的蛋白质可以进行定性和定量分析。因此,iTRAQ 技术加速了蛋白组学研究的出发展。利用 8 种同位素标记不同的蛋白质来研究蛋白质组学的技术称为 iTRAQ 技术。不同的同位素差异主要在于其化学标签分子不同,主要分为 3 种。以平均相对分子量大小为 305的反应基团为例,他的报告基团相对分子量是 113-121,共计 9 个;他的平衡基团的相对分子质量是 184,186-192,共计 8 个;以及相同的反应基团,共计 1 个。对目的蛋白酶解处理后得到的肽段的反应基团和其 N 末端基团以及赖氨酸侧链串联在一起,平均分子量大小是 305。用不同的同位素标记分子质量完全相同的肽段,这会在一级质谱上形成单一峰。解离后获得的一级质谱包括 8 个报告基团,该基团会在二级质谱的低质量区一对一生成代表同一样本不同同位素标记的不同强度的离子信号。而蛋白的定量数值就是通过同一个蛋白质用不同同位素标记后产生的报告离子的峰面积比值而获得。目前,iTRAQ 标记技术是主要用于高通量蛋白组学分析手段之一。对于多个蛋白质的鉴定和定量分子,可以使用 iTRAQ标记技术和串联质谱技术相结合的方法完成[90-91]。iTRAQ 也被越来越多的用于差异蛋白的分析、蛋白互作分析,为疾病诊断和有效地治疗疫苗开发提供技术支持。
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第三章 新孢子虫致密性颗粒蛋白互作关系的研究..........71
1 材料与方法 .................71
2 结果.................76
3 讨论.................80
4 小结.................81
第四章 新孢子虫NcGRA2、NcGRA6基因缺失虫株的筛选及鉴定..83
1 材料与方法 .................83
2 结果.................89
3 讨论.................95
4 小结.................96
第五章 新孢子虫△GRA2 及△GRA6 虫株的功能研究 .....97
1 材料与方法 .................97
2 结果...............101
3 讨论...............110
4 小结...............111
 
第三章 新孢子虫致密性颗粒蛋白互作关系的研究#p#分页标题#e#
 
顶复门原虫感染宿主细胞是伴随了一系列分泌抗原发挥不同的生物学功能来完成的,其中许多生物学功能是通过多种分泌抗原形成复合体的形式协同发挥其生物学功能。如:微线蛋白和其它抗原作用形成复合体,参与了多种生物过程,如:分泌、运输、释放等。已有研究报道过的复合体包括:MIC1-MIC4-MIC6、MIC3-MIC8、MIC2-MIC2AP 等。复合体中有一种具有特殊功能的蛋白,经生物信息学分析可以得到跨膜结构域和具有定位选择功能的胞质尾结构,因其结构特点可以定向的指引复合体到达微线体特定位置,因此,也把这种蛋白形象的称之为“护航蛋白”。在弓形虫,AMA1 与 棒状体颈部蛋白 RON2、RON4、RON5 和RON8 形成复合物 MJ 是弓形虫入侵最关键的一步;再如:弓形虫 GRA7、ROP5、ROP18形成复合体参与虫体的免疫逃避。本研究已鉴定出 6 个可能与 NcGRA6 存在于相同位置的致密性颗粒蛋白。本研究应用 NcGRA6 抗体,通过免疫沉淀新孢子虫感染细胞的裂解液,检测哪些蛋白可以被NcGRA6 富集。再通过免疫共沉淀试验检测这些富集蛋白的两两互作关系,最后通过GST-pulldown 实验验证这些互作关系,确定与纳虫泡组分相关的复合体。
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小结
 
1、NcGRA2 是复合体的核心,是纳虫泡的重要组分,NcGRA2 的缺失会影响 NcGRA4 和NcGRA6 分布域纳虫泡网络结构中。NcGRA6 的缺失不会影响 NcGRA2 和 NcGRA9 在纳虫泡网络结构中的分布。
2、新孢子虫纳虫泡网络结构中复合体的破坏不影响新孢子虫速殖子的入侵和逸出,但影响速殖子的胞内增殖。
3、NcGRA2 和 NcGRA6 的缺失会降低新孢子虫的毒力,降低新孢子虫在小鼠个脏器中的繁殖能力,并降低对小鼠组织的损伤程度,表明 NcGRA2 和 NcGRA6 是新孢子虫的毒力因子之一。
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参考文献(略)
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