异源和同源dmrt1基因过表达载体在青鳉体内的整合和表达

利用半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)dmrt1基因和青鳉(Oryzias latipe)dmrt1基因构建过表达载体,采用显微注射技术将两种载体分别导入青鳉受精卵中,比较异源和同源dmrt1基因对青鳉胚胎孵化率的影响以及两种dmrt1基因在青鳉体内的基因整合率、基因表达率及对芳香化酶基因(cyp19a)表达的影响。结果表明,注射48 h后,两种载体均在胚胎内大量表达,注射青鳉同源性dmrt1载体的受精卵孵化率(69.5%)要显著高于注射异源性dmrt1载体的受精卵(36.5%)。30 dph(days post hatching)两组被注射稚鱼均能检测到基因整合,注射同源dmrt1的整合率(30%)要高于异源dmrt1(10%)。30 dph稚鱼体内检测不到异源性dmrt1载体的表达,但能检测到同源dmrt1载体的mRNA表达,同时芳香化酶基因的表达受到了抑制。本研究为研究舌鳎性别分化相关基因功能提供了基础,并为在模式鱼类中研究海水鱼相关基因功能累积了必要的资料。     

鱼类干扰素系统的研究进展

干扰素系统包括分泌合成干扰素的细胞系以及受干扰素作用的细胞系，是机体对抗病毒感染的一道重要防御系统。干扰素系统也存在于鱼类，而且鱼类细胞的抗病毒机制与哺乳类动物相一致。干扰素通过结合到细胞膜上的干扰素特异受体，依赖酪氨酸激酶和STAT蛋白构成的Jak—STAT信号途径将细胞膜信号迅速传至细胞核，与存在于干扰素诱导基因的干扰素刺激反应元件结合，促进干扰素激活基因的表达，编码合成数种抗病毒蛋白，来控制病毒某些蛋白的合成，从而达到抗病毒感染的目的。本文对当前鱼类报道中的鱼类干扰素系统及其抗病毒机制的研究进展作以综述。     

黑头软口鲦上皮瘤细胞ifn-1基因的表达及抗病毒活性

为了体外表达黑头软口鲦上皮瘤细胞(EPC)I型干扰素(IFN-1),本实验通过RTPCR从EPC中扩增ifn-1基因,构建重组表达质粒pET-32a-IFN-1,并转化到感受态细胞Transetta(DE3),体外纯化后检测其抗病毒活性。结果显示,ifn-1编码区大小为552 bp,编码184个氨基酸,与草鱼干扰素1(CiIFN1)亲缘关系最近。通过SDS-PAGE分析,重组表达质粒pET-32a-IFN-1在宿主菌中可明显表达约35 ku的融合蛋白条带,且部分呈可溶性表达,进而通过亲和纯化可溶性重组IFN-1(rIFN-1),免疫新西兰大白兔获得效价较高的抗IFN-1多克隆抗体,可用于检测细胞内源性的IFN-1。定量PCR显示rIFN-1与EPC细胞孵育可以诱导抗病毒蛋白Mx1的表达,并抑制鲤春病毒血症病毒(SVCV)引起的细胞病变(CPE)及SVCV的复制,表明rIFN-1具有抗病毒活性。     

斑石鲷irf7基因克隆及其在病毒感染下的表达

为探究斑石鲷(Oplegnathus punctatus)干扰素调节因子irf7在虹彩病毒(Iridovirus)感染过程中的作用机制,本研究通过PCR扩增获得了斑石鲷irf7基因CDS区序列,对其序列特征进行分析,并在组织水平和细胞水平研究该基因在病毒感染中的表达模式。结果显示,Opirf7基因CDS区全长为1332 bp,编码443个氨基酸的多肽,具有干扰素调节因子家族的保守结构域。荧光定量PCR (qRT-PCR)结果显示,Opirf7基因在健康个体的不同组织中均有表达,在肝脏中表达量最高,在皮肤和肠等免疫组织中的表达量也较高。对斑石鲷腹腔注射虹彩病毒诱导抗病毒免疫反应,在组织水平检测Opirf7对病毒感染的响应模式。与对照组(0 h)相比,Opirf7在免疫组织中的表达水平有不同程度的升高。在细胞水平,建立poly I: C感染的斑石鲷脑细胞系模型,利用qRT-PCR检测Opirf7的表达变化。结果显示,poly I: C刺激后,脑细胞系Opirf7的表达量显著升高。结果表明,Opirf7在斑石鲷抗病毒病的免疫应答过程中发挥重要作用。     

鲤Rhbdd3蛋白的抗病毒功能

Rhbdd3(Rhomboid domain-containing protein 3)蛋白在哺乳动物天然免疫中发挥了重要作用,但水生动物中rhbdd3基因的确定序列及Rhbdd3蛋白的功能均尚未见报道。为研究鲤(Cyprinus carpio)的Rhbdd3蛋白在鱼类细胞中的功能,探讨其过表达对鱼类病毒感染的影响,本研究通过PCR扩增得到了鲤rhbdd3基因的编码序列,并将其克隆至pCI-neo载体上,构建了真核表达质粒pCI-rhbdd3。pCI-rhbdd3转染鲤上皮瘤细胞EPC(epithelioma papulosum cyprinid)和鲑囊胚细胞CHSE-214(chinook salmon embryo)后利用制备的特异性抗体进行Western blot,检测Rhbdd3蛋白的表达情况,并利用CCK-8试剂检测其过表达对细胞增殖的影响。转染后分别进行鲤春病毒血症病毒(SVCV)和传染性胰腺坏死病毒(IPNV)的感染实验,并利用间接免疫荧光、Western blot和RT-qPCR方法检测Rhbdd3过表达对SVCV和IPNV增殖的影响。结果显示,pCI-rhbdd3转染后Rhbdd3蛋白在EPC和CHSE-214细胞中得到了过表达,且Rhbdd3蛋白的过表达能显著抑制SVCV和IPNV的复制,但不影响两种细胞的正常活性。本研究为鱼类广谱抗病毒药物的开发提供了新的实验依据,也为鱼类抗病毒新品种的培育奠定了重要基础。     

鱼类的干扰素系统及干扰素功能

干扰素系统是机体对抗病毒感染的一道重要防御系统，它与细胞免疫、体液免疫及其他非特异性免疫协同作用抵抗病毒的侵染。在干扰素系统中产生的干扰素是一种广谱抗病毒剂，其作用是通过对细胞表面受体作用使细胞产生抗病毒蛋白，抑制病毒在宿主细胞中的复制。还可增强自然杀伤细胞（NK细胞）、巨噬细胞和T淋巴细胞的活力，从而起到免疫调节作用，增强抗病毒能力，在一定程度上还影响细胞生长和分化等多种生物活性。本文将对鱼类的干扰素系统及干扰素功能作综述报道。     

鱼类IRF家族在干扰素抗病毒免疫反应中的调控功能

干扰素调节因子(IRF)家族成员是一类重要的转录因子,在机体细胞感染病毒时单独或共同调控干扰素基因(IFN)的表达。IRF家族蛋白结构非常保守。其中N端DBD结构域赋予了IRF蛋白结合IFN启动子的功能,而C端IAD主要介导蛋白互作,因而不同IRF成员可能在不同的信号通路中发挥功能。哺乳动物IRF家族有9个成员,IRF1～9。鱼类IRF家族有11个成员,除了IRF1～9外,还包括硬骨鱼类特有的IRF11,以及在鸟类基因组中也存在的IRF10。哺乳类研究表明,IRF1/3/5/7/9在病毒感染的细胞中正调控IFN基因的表达,而IRF2则负调控IFN的表达。近十多年来,鱼类IRF家族的功能研究取得了重要进展,相关研究结论基本来自于体外的实验数据。本文综述了鱼类IRF家族成员的表达、亚细胞定位以及调控IFN抗病毒免疫反应的分子机制。     

基于CRISPR/Cas9系统构建青鳉突变体

青鳉是研究基因功能、器官发生和发育机制的模式生物之一,基因编辑技术已在青鳉中得到广泛应用,但利用CRISPR/Cas9技术构建青鳉突变体的详细过程还未见报道。为了完整详细地阐明青鳉突变体的构建过程,实验以青鳉Olpax6.1基因的敲除为例,首先利用ChopChop 网站设计获得 Olpax6.1基因gRNA的靶点;其次通过PCR扩增和质粒酶切分别获得gRNA和Cas9 mRNA体外转录的模板,并通过体外转录合成gRNA和Cas9 mRNA;再将Cas9 mRNA和gRNA混合进行青鳉胚胎显微注射获得突变F₀;最后利用PCR、T7 Endonuclease Ⅰ酶切和Sanger测序筛选F₀与野生型杂交的子代获得相同突变类型的F₁,进而将相同突变的F₁进行杂交并筛选其子代,获得青鳉 Olpax6.1 敲除的纯合突变体,纯合突变体表现出眼部发育畸形的经典表型。本研究为青鳉突变体的构建提供详细完整的实验方案,同时也为其他鱼类突变体的构建提供技术参考。     

石斑鱼虹彩病毒ORF050的分子特征和功能初步分析

新加坡石斑鱼虹彩病毒(Singapore grouper iridovirus,SGIV)是导致石斑鱼养殖产业严重经济损失的主要病毒病原之一。SGIV 是大分子DNA病毒,包含162个基因开放阅读框,其中ORF050是一个肿瘤坏死因子受体类似物,可能在SGIV的免疫逃避中发挥作用。本研究克隆了SGIV ORF050基因,并构建了全长基因的真核表达重组质粒和四个半胱氨酸富集结构域(CRD)分别缺失的突变体。RT-PCR和药物抑制实验结果表明,SGIV ORF050是病毒的一个立即早期基因。亚细胞定位结果表明,该基因在细胞质内均匀地弥散性分布,并在细胞核周围聚集;第一个CRD缺失后,基因的定位发生明显的变化,即呈点状分布在胞质中,推测第一个CRD对其功能有影响。在过表达SGIV ORF050的鱼类细胞中观察SGIV感染引起的CPE,发现与对照相比没有明显区别;荧光定量PCR检测SGIV 主要衣壳蛋白MCP的转录表达水平,也没有明显变化,提示该基因对SGIV在宿主细胞内的复制增殖可能没有影响。荧光定量PCR检测过表达ORF050的细胞在SGIV感染后宿主TNF/TNFR的转录水平,结果显示在感染10 h后TNF1、TNF2和TNFR2的表达量升高了2～3倍,而TNFR1的表达量没有明显变化,说明SGIV可能通过ORF050来调节细胞TNF和TNFR的表达,从而逃避宿主的免疫攻击。     

Cloning and expression analysis of innate immune genes from red sea bream to assess different susceptibility to megalocytivirus infection

As suggested by the Office International des Epizooties (OIE), fishes belonging to the genus Oplegnathus are more sensitive to megalocytivirus infection than other fish species including red sea bream (Pagrus major). To assess the roles of the innate immune response to these different susceptibilities, we cloned the genes encoding inflammatory factors including IL‐8 and COX‐2, and the antiviral factor like Mx from red sea bream for the first time and performed phylogenetic and structural analysis. Analysed expression levels of IL‐1β, IL‐8 and COX‐2 and the antiviral factor like Mx genes performed with in vivo challenge experiment showed no difference in inflammatory gene expression or respiratory burst activity between red sea bream and rock bream (Oplegnathus fasciatus). However, the Mx gene expression levels in red sea bream were markedly higher than those in rock bream, suggesting the importance of type I interferon (IFN)‐induced proteins, particularly Mx, during megalocytivirus infection, rather than inflammation‐related genes. The in vitro challenge experiments using embryonic primary cultures derived from both fish species showed no difference in cytopathic effects (CPE), viral replication profiles, and inflammatory and Mx gene expression pattern between the two fish species.     

Establishment and characterization of a liver cell line,ALL, derived from yellowfin sea bream,Acanthopagrus latus,and its application to fish virology

Yellowfin sea bream (Acanthopagrus latus) is an important economic fish, which is seriously threatened by various fish viruses. In this study, a cell line designated as ALL derived from the liver of yellowfin sea bream was developed and characterized. The cell line grew well in Dulbecco's modified Eagle's medium containing 10%–20% foetal bovine serum at 28°C. Amplification of the cytochrome B gene indicated that ALL cells originated from yellowfin sea bream. The modal chromosome number of ALL cells was 48. ALL cells were efficiently transfected with pEGFP-N3 plasmids, indicating the potential application of ALL cells in exogenous gene manipulation studies. ALL cells were susceptive to three main fish viruses, including viral haemorrhagic septicaemia virus (VHSV), red-spotted grouper nervous necrosis virus (RGNNV) and largemouth bass virus (LMBV). The replication of VHSV, RGNNV and LMBV in ALL cells was confirmed by quantitative real-time polymerase chain reaction, virus titre and transmission electron microscopy assays. Moreover, ALL cells could respond to VHSV, RGNNV and LMBV infections, as indicated by the differential expression of antiviral genes involving in the innate immune response. In conclusion, the newly established ALL cell line will be an excellent in vitro platform for the study of the virus–yellowfin sea bream interaction.