中华鳖MHCⅡα基因cDNA的克隆及组织表达分析

为了探究中华鳖(Pelodiscus sinensis)的主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)的结构和功能,本研究利用RACE技术成功克隆获得中华鳖MHCⅡα基因的cDNA全长序列,其长度为1296 bp,开放阅读框(ORF)为807 bp,共编码268个氨基酸,分为信号肽序列、Ⅱ类组织相容性抗原α结构域、IGc1结构域及跨膜结构域4个功能结构域。通过NJ法构建的系统进化树分析显示,中华鳖与西部锦龟(Chrysemys picta bellii)亲缘较近,而与哺乳类、鸟类及鱼类亲缘关系较远。荧光定量PCR结果显示,MHCⅡα mRNA在中华鳖8个组织中均有表达,在脾、心、肝及肠组织中表达水平较高,在肌肉组织中表达量最低。感染嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila) 12 h后,中华鳖MHCⅡα mRNA在肝和肠组织中的表达显著上调;感染1 d时,在脾组织中的表达显著上调;感染1 d及5 d时,在肾组织中的表达显著上调。研究表明,中华鳖MHCⅡα基因参与了中华鳖免疫反应。     

星斑川鲽MHCⅡ恒定链Ii基因的克隆和表达特性

为了研究星斑川鲽MHCⅡ类分子的作用及调控机制,实验通过SMART-RACE技术克隆得到了星斑川鲽MHCⅡ恒定链(MHCⅡIi)的全长cDNA序列,其长度为1766 bp,包含135 bp的5′非编码区、837 bp的开放阅读框和794 bp的3′非编码区。该基因共编码279个氨基酸。理论分子量为30.848 ku,等电点为6.89。与已知物种MHCⅡIi进行同源性比对,结果与狼鲈、紫红笛鲷和鳜关系较近,同源性均为79%。利用quantitative realtime PCR(qRT-PCR)技术检测了MHCⅡIi在星斑川鲽不同组织中的表达,以及爱德华氏菌感染前后对该基因在不同组织中表达水平的影响,结果显示:在脾脏、头肾、肝脏、后肠、性腺、心脏、血液、鳃和肌肉组织中,MHCⅡIi mRNA均有表达,但在表达量上有明显差异,脾脏和头肾组织相对表达水平较高,鳃、血液、肌肉、心脏和性腺中的表达水平较低。病原感染后,免疫相关组织脾脏和头肾的表达水平升高最明显,肝脏和后肠的表达水平也略有升高,但变化不明显。本研究可为星斑川鲽MHCⅡ类分子的作用机理提供理论依据,同时为海水养殖鱼类的抗病遗传育种工作提供研究基础。     

稀有鮈鲫MHCⅡβ基因克隆及鲁氏耶尔森菌感染后的表达分析

为探究稀有鲫MHCⅡβ基因的分子特征及其表达特点,采用PCR扩增技术获得了稀有鲫MHCⅡβ cDNA序列810 bp,包括开放阅读框(ORF)759 bp,编码252个氨基酸。生物信息分析表明,MHCⅡβ氨基酸序列存在4个保守的半胱氨酸残基和GXXGXXXGXXXXXXG结构,与其他亲缘鱼类的一致性为51.78%～80.56%,其编码的蛋白质分子包括1个信号肽、1个MHCⅡβ (β-1)结构域、1个IGc1 (β-2)结构域和1个跨膜螺旋区域。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)结果显示,MHCⅡβ在脾脏表达量最高,头肾、鳃、皮肤表达量较高。人工感染鲁氏耶尔森菌后,6 h时在头肾表达呈显著上调,肝脏中在12 h开始出现极显著上调,皮肤中在24 h和48 h表达极显著,鳃中在6～24 h表达极显著,脾脏中则是在6 h出现极显著下调,于96 h接近对照组表达水平。初步研究表明,MHCⅡβ在鱼类抵御细菌感染的免疫反应中发挥着重要作用,为进一步揭示稀有鲫MHC家族的功能提供了参考依据。     

金钱鱼MHC II β 基因结构、多态性与组织表达分析

为探究金钱鱼(Scatophagus argus)MHC Ⅱβ基因的结构和特性,采用同源克隆和RACE等技术,在获得cDNA全序列的基础上,分析其内含子序列、基因多态性和组织表达情况。结果表明,金钱鱼MHC IⅡβ基因cDNA序列全长1172 bp,其中5′UTR长34 bp,3′UTR长388 bp,开放阅读框(ORF)长750 bp,编码249个氨基酸,包含信号肽、β1结构域、β2结构域、连接肽(CP)、跨膜区(TM)和胞质区(CYT);MHC Ⅱβ基因由6个外显子和5个内含子组成,其中内含子3将β2结构域分开。从43尾金钱鱼的209个有效克隆中,获得209条不同的核苷酸序列,可归为48个等位基因主型,分别命名为Scar-DXB*0101~Scar-DXB*4801,揭示金钱鱼MHC Ⅱβ基因的多态性很丰富。RT-PCR检测发现,金钱鱼MHC Ⅱβ基因在所检测的11种组织中均有表达,其中在脾、鳃、肠和皮肤中表达量较高,在肾、胃、心脏表达量中等,而在眼、脑、肝、肌肉中表达量较低。对健康金钱鱼人工感染嗜水气单胞菌后,发现其MHC Ⅱβ基因在肝、脾、鳃、肾等组织中的表达量均发生了不同程度的变化,证明该基因在金钱鱼免疫反应中有重要作用。在NJ法构建的系统树中,金钱鱼与舌齿鲈、大西洋鲑等硬骨鱼类的亲缘关系相对较近,而与铰口鲨、原鸡、小鼠、人等的亲缘关系则依次渐远。     

卵形鲳鲹Tf、TNFα和C-Lys的组织分布及对美人鱼发光杆菌感染的响应

研究了卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)中免疫相关因子转铁蛋白(Tf)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、C-型溶菌酶(C-Lys)的组织表达分布,并分析了这3种基因在人工感染美人鱼发光杆菌杀鱼亚种(Photobacterium damselae subsp.piscicida)后在卵形鲳鲹肾脏中的表达变化,探讨其对美人鱼发光杆菌感染的反应。结果显示,感染后第48小时卵形鲳鲹累计死亡率最高(76.4%);卵形鲳鲹肾脏中细菌数量从第3~第96小时一直处于下降趋势,从1.07×106CFU·g~(-1)下降到1.29×103CFU·g~(-1)。健康卵形鲳鲹中Tf和TNFα在肝脏中表达量最高,CLys在头肾中表达量最高。美人鱼发光杆菌感染后卵形鲳鲹肾脏中Tf表达量在第3~第12小时实验组高于对照组,其中第6小时的表达量最高,是对照组的17.99倍;TNFα在感染后的第3、第6、第24小时实验组的表达量高于对照组,第24小时组相对于对照组的表达量最高,是对照组的6.05倍。C-Lys在感染后感染组表达量均低于对照组。以上结果表明,美人鱼发光杆菌感染能促进卵形鲳鲹肾脏组织中Tf、TNFα的表达,而抑制C-Lys的表达。     

高盐胁迫下大弹涂鱼MHC Iα基因对病毒拟似物poly(I:C)的免疫反应

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)是一类编码细胞表面糖蛋白的基因,在所有硬骨鱼的适应性免疫系统中起着至关重要的作用,而关于 MHC 基因的研究一直是鱼类分子免疫学和鱼类抗病辅助育种的研究热点之一。本研究首次分析了大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris) MHC Iα基因的 cDNA 序列特征,构建了系统发生树,评估了大弹涂鱼 MHC Iα基因 mRNA在健康个体不同组织中的表达差异,研究了注射病毒拟似物 poly(I:C)后 MHC Iα基因在机体主要免疫器官肝和脾的表达情况。结果显示,大弹涂鱼 MHC Iα基因具有由1101 个碱基组成的开放阅读框(ORF),共编码 366 个氨基酸残基,具有 3 个蛋白激酶 C-磷酸化位点、1 个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和 1 个 N-糖基化位点。系统发育分析显示与大弹涂鱼 MHC Iα基因亲缘关系最密切的是河川沙塘鳢(Odontobutis potamophila)。RT-PCR 分析显示, MHC Iα基因 mRNA 在不同组织中均有表达,其中肾和脾组织中表达量最高,鳃和肠组织中表达次之。大弹涂鱼在腹腔注射 poly(I:C)后,肝和脾组织中 mRNA 表达量明显上升,在12 h 时, MHC Iα基因 mRNA 表达量在肝和脾中均达到峰值。本研究结果表明, MHC Iα基因参与了大弹涂鱼在高盐胁迫下的免疫应答。     

尼罗罗非鱼MHC ⅡA基因的克隆、表达及多态性分析

为进一步了解鱼类MHC ⅡA基因的特点及其在免疫反应中的功能,采用同源克隆、RACE-PCR、巢式PCR等技术,从健康的尼罗罗非鱼体获得1 205 bp的MHC ⅡA基因cDNA全序列(Orni-DBA-0101,Genebank登录号:JF719813)及1 388 bp的基因组序列。序列分析发现,尼罗罗非鱼MHC ⅡA基因含4个外显子和3个内含子,开放阅读框长720 bp,编码239个氨基酸。从4尾尼罗罗非鱼中共得到8条不同的cDNA序列,分别编码不同的氨基酸序列。氨基酸序列比对后发现,序列间存在丰富的多态性,且主要集中在α-1区,多态性位点数远远高于半滑舌鳎MHC ⅡA基因。生物信息学分析表明,尼罗罗非鱼MHC ⅡA编码的蛋白质分子包含1个信号肽、2个胞外结构域、1个跨膜区和1个胞质区,存在4个保守的半胱氨酸残基以及丰富的磷酸化位点,与其他物种的相似性为23%～65%。RT-PCR结果表明,MHC ⅡA基因在脾、肾、肠、鳃、性腺、肝、心脏表达量很高,在鳔和肌肉中表达量最低。人工感染嗜水气单胞菌后,肝、脾、肾、鳃、肠5个组织中MHC ⅡA基因的mRNA水平均发生了不同程度的变化,提示MHC ⅡA分子作为一种重要的免疫因子,在清除病原的免疫反应中起着重要作用。     

俄罗斯鲟β-防御素基因的克隆及表达分析

β-防御素是一类富含半胱氨酸的阳离子抗菌肽,在脊椎动物免疫系统中发挥重要作用。本研究基于转录组Solexa测序结果,利用PCR和荧光定量PCR技术对俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedti)β-防御素基因进行了克隆和表达模式分析。结果显示,俄罗斯鲟β-防御素c DNA片段长度为333 bp,包含开放阅读框(Open reading frame,ORF)213 bp,推测编码71个氨基酸;SMART分析显示,该基因包含23个氨基酸的信号肽、1个防御素-β-2结构域和6个保守的半胱氨酸残基,此结构与其他物种极为相似,在进化中比较保守。同源比对发现,俄罗斯鲟β-防御素与鱼类的相似度最高,为54%~60%。β-防御素基因在健康俄罗斯鲟11种组织(肝、肠、脾、头肾、胃、鳃、血液、脑、皮肤、肌肉和性腺)中均有表达,其中,在性腺和皮肤中表达量最高;病原菌嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染后可强烈影响β-防御素基因在6种免疫组织(肝、肠、脾、头肾、血液和鳃)中的时空表达。其中,在头肾中的上调表达最明显,在感染后72 h为表达峰值,达到0 h表达量的700倍。在脾、血液和肠中均有几倍至十几倍的上调,而在肝中整体呈现下调表达趋势。研究表明,β-防御素基因参与了俄罗斯鲟的免疫应答过程,本结果为俄罗斯鲟的免疫调控和病害防治研究奠定了基础。     

卵形鲳鲹Kiss1基因组结构特征及饵料类型对其表达的影响

Kiss基因编码的kisspeptin多肽是脊椎动物重要的神经激素,在调控机体生长发育、能量代谢和生殖活动中发挥重要作用。为了明确卵形鲳鲹Kiss1 (ToKiss1)基因序列及饵料类型对其表达的影响,实验利用RACE方法克隆分析了ToKiss1基因结构特征,荧光定量PCR (qRT-PCR)方法研究了饵料类型对ToKiss1 mRNA表达调控的影响。结果显示,ToKiss1基因全长2 768 bp,由3个外显子和2个内含子组成。ToKiss1基因cDNA全长505 bp,开放阅读框312 bp,编码104个氨基酸,包括信号肽序列和典型的kisspeptin-10结构域"YNLNSFGLRY"。卵形鲳鲹ToKiss1蛋白三级结构由2个α螺旋和无规则卷曲构成。qRTPCR表达分析结果显示,ToKiss1 mRNA在卵形鲳鲹脑、肠道、胃、脾脏、肌肉和心脏中均有表达,在脑中的表达量最高。饵料类型显著影响ToKiss1 mRNA在卵形鲳鲹肠道组织中的表达,颗粒饲料组表达量最高,其次为冰杂鱼组,冰鱿鱼组表达量最低,但饵料类型对肝脏组织中ToKiss1 mRNA的表达无显著影响,表明ToKiss1在卵形鲳鲹消化吸收过程中发挥了重要调控作用。该研究首次探讨了饵料类型对硬骨鱼肝脏和肠道组织中Kiss1 mRNA表达的影响,为深入研究硬骨鱼类Kiss1基因摄食调控生理机制奠定了基础。     

斑点叉尾鮰TICAM在细菌和病毒感染后的基因表达特征

采用实时定量RT-PCR方法研究斑点叉尾在不同病原(链球菌、嗜水气单胞菌、迟钝爱德华菌、斑点叉尾病毒)感染后TICAM基因在mRNA水平的组织和时空表达特征。感染嗜水气单胞菌可引起TICAM基因在肝脏和脾脏中的上调表达,在注射后24h和12h后上调最大分别为2.3倍和1.9倍;而在头肾和后肠中的表达则下调到感染后48h的0.15倍和24h的0.53倍;感染链球菌后则导致在肝脏、脾脏、后肠和头肾中TICAM基因表达的强烈上调,最大上调幅度为感染后7d肝脏中表达提高了23倍,其次,在脾脏和头肾中基因表达最大可上调到感染前的10倍左右;在感染迟钝爱德华菌后,TICAM基因在肝脏、脾脏、后肠和头肾中表达上调。其中,感染后7d脾脏中的表达提高到感染前的23.1倍。而感染叉尾病毒后,TICAM基因在肝脏、头肾和后肠的表达上调但幅度不大,基因表达在4种组织内表达变化量在1.5～3.7倍范围内波动,而在脾脏中TICAM表达下调,在感染24h后达到最低为感染前的0.13倍。以上实验结果显示,斑点叉尾TICAM基因表达变化与病原感染密切相关,暗示TICAM基因在斑点叉尾天然免疫中起重要作用。     

红笛鲷主要组织相容性复合物Ⅰα抗原基因的克隆与表达分析

为研究红笛鲷免疫防御相关基因的作用机理和调控机制,实验应用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)成功克隆了红笛鲷组织相容性复合物Ⅰα(MHCⅠα)抗原基因的全长cDNA序列,MHCⅠα的全长序列为1 369 bp,编码354个氨基酸残基。BLAST分析显示,红笛鲷MHCⅠα与其他已知物种MHCⅠα基因的最高同源性为84%。构建的系统进化树显示,红笛鲷MHCⅠα与石斑鱼等MHCⅠα亲缘关系较近。Real-time PCR分析表明,MHCⅠα在头肾中的最大表达量出现在哈氏弧菌ZJ0706诱导后6～15 h内;构建的重组表达质粒pET32a-MHCⅠα经IPTG诱导后在大肠杆菌BL21(DE3)中获得了正确表达。将纯化后的重组蛋白与佐剂混合后免疫新西兰纯种大白兔制备多克隆抗体。ELISA检测显示,所获得的兔抗血清效价约为1∶40 000。Western blot检测发现,本实验制备的抗血清能特异性地与重组蛋白发生抗原抗体反应。     

半滑舌鳎甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1基因的克隆及表达分析

甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1(Mannan-binding lectin associated serine protease 1,MASP1)是补体凝集素途径中起重要作用的激活蛋白。本研究以半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)为研究对象,应用RACE技术和实时荧光定量qRT-PCR技术对半滑舌鳎MASP1基因(Cynoglossus semilaevis MASP1,CsMASP1)进行了克隆和表达模式分析。结果显示,CsMASP1基因c DNA序列全长为2507 bp,5′非编码区长82 bp,3′非编码区长142 bp,开放阅读框长2283 bp,共编码760个氨基酸;CsMASP1基因包含13个外显子和12个内含子,与多数已知鱼类的MASP1基因结构一致;SMART分析显示,CsMASP1包含6个结构域,与哺乳动物、鸟类、其他鱼类的结构域一致;同源比对发现,CsMASP1和鱼类的相似度较高,与金目鲈(Latescalcarifer)的相似性最高,为76%。CsMASP1基因在11种健康组织(血液、脑、鳃、性腺、心脏、头肾、肠、肝、皮肤、脾和后肾)中均有表达,其中,在肝、脾和头肾中表达量较高;鳗弧菌(Vibro anguillarum)感染后,CsMASP1基因在6种免疫组织(血液、鳃、头肾、肠、肝和脾)中呈现不同的表达模式,在6种免疫组织中呈现明显的上调表达,肝的表达峰值出现在感染后24 h;脾和鳃的表达峰值出现在感染后6 h;肠、头肾和血液的表达峰值均出现在感染后12h;随着病原菌感染时间增加,基因表达量逐渐降低并恢复至正常水平。研究表明,CsMASP1基因参与了半滑舌鳎的免疫应答过程,本结果为半滑舌鳎的免疫机理研究奠定了基础。     

草鱼天然抗性相关巨噬蛋白基因的表达特征与蛋白表达

为探讨Nramp基因在草鱼(Ctenopharyngodon idellus)免疫应答中的作用,采用实时荧光定量PCR技术,对比研究了Nramp基因在草鱼不同发育阶段、不同组织及嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)攻毒感染后4个组织不同时间的差异表达,并利用原核表达技术对草鱼Nramp基因ORF区642 bp的目的片段进行蛋白表达,获得40 k D的融合蛋白。实时荧光定量PCR分析结果表明,Nramp在草鱼胚胎发育过程中的表达量随着发育时间的增加而逐渐增强,在幼鱼期的表达量达到最大。成年健康草鱼不同组织中的表达量差异显著(P0.05),在肝中的表达量最高,其次是在脾、头肾、肠中的表达量较高,而在眼和鳔中的表达量最低。草鱼感染嗜水气单胞菌后,在头肾、肝、脾、肠中Nramp的表达量都显著上升(P0.05),在头肾中感染12 h后显著上升,48 h达到最大,在72 h和96 h时又显著下调,在7 d时表达量继续下调而逐渐回归到初始水平;在肝中Nramp基因的表达量在4 h时出现下调,在12 h又显著上调,随后在24 h出现下调,在48 h又上调,72 h达到最大并保持较高水平到7 d;在肠中m RNA表达量在12 h显著上调,48 h达到最大,在72 h和96 h显著下调,在7 d时表达量基本回归到初始水平;在脾中m RNA表达量在4 h开始上升,12 h达到最大,在24 h和48 h表达水平显著下调,在7 d时表达量回归到初始水平。草鱼感染致病菌可引起免疫相关组织中Nramp的表达量上升,说明Nramp在硬骨鱼类的天然免疫反应过程中发挥着重要作用。     

刀鲚POMC基因的cDNA克隆及其应激应答

为了研究刀鲚(Coilia nasus)阿黑皮素原(proopiomelanocortin,POMC)基因的应激应答及调控,克隆了刀鲚POMC基因的c DNA全长。刀鲚POMC基因的c DNA全长2030 bp,编码区699 bp,编码232个氨基酸。二级结构预测显示,刀鲚POMC包括信号肽(signal peptide)、N末端区(N-terminal region,NPP)、促肾上腺皮质激素结构域(adrenocorticotropic hormone,ACTH)、β-脂解素(β-LPH)、α-促黑素(α-MSH)、促肾上腺皮质激素样垂体中叶多肽(CLIP)、γ-脂解素(γ-LPH)、β-促黑素(β-MSH)和β-内咖肽(β-EP)结构域。运用荧光定量的方法检测了该基因在刀鲚不同组织中的表达分布。结果显示,POMC在健康刀鲚的脑高表达,鳃、肾、精巢相对高表达,肝、脾、肠、头肾、肌肉和卵巢中微量表达。运输胁迫后,POMC基因的表达量显著下降(P0.05);10‰ NaCl组4 h和6 h POMC基因的表达量显著上调(P0.05),6 h的表达量恢复至应激前。POMC基因在脂肪代谢及应激调控中发挥重要的功能,本研究结果可为该基因在刀鲚后续育种及应激调控工作提供重要基础。     

牙鲆趋化因子基因CXCL9的克隆、鉴定与表达分析

趋化因子是一类具有化学趋化功能的小分子分泌性蛋白,能够引导白细胞到损伤或者感染的部位,参与免疫调节和病理反应。为丰富鲆鲽鱼类趋化因子的相关基础研究,本研究克隆了牙鲆(Paralichthys olivaceus)趋化因子基因CXCL9,其全长为910 bp,开放阅读框为408 bp,编码135个氨基酸。该基因具有趋化因子超家族的典型特征,在35、37、60和77个氨基酸位置具有4个保守的半胱氨酸残基,形成两个二硫键。氨基酸序列分析表明,该基因与大菱鲆(Scophthalmus maximus)、半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)的CXCL9基因具有较高的同源性,分别为78.5%和71.0%。实时荧光定量PCR结果显示, CXCL9在正常牙鲆肝脏和脾脏中的表达量非常高,在皮肤和鳃等组织中表达量次之,说明CXCL9特异性地在免疫相关组织中表达。经迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)感染后,牙鲆肝脏中CXCL9 mRNA表达量在感染后6 h即出现高峰值,而头肾和脾脏中的高峰值出现较晚。经鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染后6 h,牙鲆肝脏中CXCL9 mRNA的表达量升高近8倍,头肾中的表达高峰值出现在感染后24 h,而脾脏中CXCL9 mRNA的表达量在感染后6 h迅速升高10倍,逐渐降低后48 h又出现高峰,为正常水平的20倍。上述研究结果说明CXCL9基因在病原菌感染过程中有快速响应,可能参与了免疫防御过程,将有可能发展为一种牙鲆细菌性疾病的生物标记。本研究为牙鲆趋化因子超家族免疫机制的深入研究奠定了基础。     

牙鲆精氨酸酶Ⅱ基因的克隆以及免疫应答表达分析

本研究克隆得到牙鲆(Paralichthys olivaceus)精氨酸酶Ⅱ基因(ArginaseⅡ,Arg-Ⅱ)全长cDNA序列,并检测了Arg-Ⅱ在牙鲆免疫组织和细菌感染过程中的时空表达模式。结果显示,Arg-Ⅱ基因cDNA全长1882 bp,包含1050 bp开放阅读框,编码349个氨基酸(预测分子量为38.02 kDa,等电点为6.42)。Arg-Ⅱ基因编码的氨基酸序列具有典型的精氨酸酶结构特征,推测与哺乳动物中的功能类似。系统进化分析显示,鱼类Arg-Ⅱ基因合成一簇,其中,Arg-Ⅱ基因与鲈鱼(Lates calcarifer)相关度最高(93%)。实时荧光定量结果显示,Arg-Ⅱ基因在健康牙鲆的肝、脾和鳃等免疫组织中有较高表达。进一步研究发现,经迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)感染的牙鲆成鱼中,主要免疫组织中Arg-ⅡmRNA的表达量在细菌感染后6~12 h显著上调,随后表达量恢复正常。离体培养的牙鲆巨噬细胞经迟缓爱德华氏菌感染后,Arg-Ⅱ基因也呈显著上调模式。因此,本研究结果表明,Arg-Ⅱ基因参与牙鲆响应迟缓爱德华氏菌感染的免疫过程,揭示Arg-Ⅱ基因可能在牙鲆抗病免疫中发挥重要作用。     

卵形鲳鲹脂肪酸延长酶(Elovl4-like)基因特征与功能研究

长链脂肪酸延长酶(elongases of very long chain fatty acids, Elovls)是长链多不饱和脂肪酸(long chain polyunsaturated fatty acid, LC-PUFA)生物合成途径中的关键限速酶,能够延长PUFA的碳链。为探究Elovl4在卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus) PUFA生物合成中的功能,该研究克隆了卵形鲳鲹Elovl4基因的cDNA序列,命名为ToElovl4-like,其开放阅读框(ORF)为792 bp,编码263个氨基酸。生物信息学分析结果表明,编码的氨基酸包含Elovl家族的显著结构特征如组氨酸盒子、多个跨膜区和ER滞留信号等。序列比对结果显示,卵形鲳鲹Elovl4-like基因高度保守,且该基因编码的蛋白序列与其他鱼类的相似度为73%~86%,其中与大西洋鳕(Gadus morhua)的相似度最高(86%)。系统进化分析表明,Elovl4主要聚为Elovl4a、Elovl4b和Elovl4-like 3类。其中ToElovl4-like与其他鱼类的Elovl4-like亲缘关系最近。实时荧光定量PCR表明ToElovl4-like基因在各组织中均有表达,其中在性腺和脾中mRNA表达量最高,在脑中mRNA表达量最低。酵母异源表达分析表明,ToElovl4-like可以分别将亚油酸(18:2n-6)、二十碳五烯酸(20:5n-3)延长为二十碳二烯酸(20:2n-6)和二十二碳五烯酸(22:5n-3)。研究结果为了解鱼类长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)的生物合成提供了理论基础。     

草鱼C1qC基因的克隆及表达分析

为了研究C1qC基因在草鱼(Ctenopharyngodon idella)免疫过程中所起的作用,利用RT-PCR和RACE方法克隆获得了C1qC基因cDNA全长序列,经序列分析表明,所克隆的C1qC cDNA全长为916 bp,包括开放阅读框(open reading frame,ORF)735 bp,5′端非编码区(untranslated region,UTR)89 bp和3′端非编码区(UTR)92 bp。735 bp的ORF共编码244个氨基酸,相对分子量为26 162.5 U。同源性分析表明,草鱼与斑马鱼(Danio rerio)的相似度最高,达到71%。经草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus,GCRV)诱导后,草鱼C1qC基因在鳃、皮肤、肌肉、肝、中肾、心脏、头肾等组织中的mRNA表达水平均显著上调。在草鱼胚胎发育的各个阶段都能检测到C1qC mRNA的表达,说明该基因可能在草鱼胚胎和鱼苗的免疫反应和早期发育中起重要作用。本研究将为今后在草鱼免疫功能方面深入研究C1qC基因提供基础资料。     

半滑舌鳎白细胞介素12的p35a和p40c亚基在哈维氏弧菌感染下的表达和调控分析

本研究以海水养殖鱼类半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)为研究对象,克隆了白细胞介素12 (IL-12)的p35a亚基和p40c亚基的基因编码区序列,编码区长度分别为651 bp和984 bp。系统进化树分析显示,半滑舌鳎的p35a和p40c分别与其他鱼类对应的基因聚为一支。氨基酸同源性分析显示,p35a与红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)相似性最高,p40c与三棘刺鱼(Gasterosteus aculeatus)相似性最高,分别为52.04%和48.67%。组织表达分析显示,p35a在鳃、脑、心和卵巢中表达量较高,p40c在肝、脾、鳃和心中表达量较高。通过哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染实验,分析了半滑舌鳎p35a、p40c及其相关基因(ifn-γ和il-10)在哈维氏弧菌感染过程中的表达模式,p35a在脾中,48 h表达显著上升(P<0.05),之后表达逐渐下降;在肝和肠中,72 h表达显著上升。p40c在脾、肝中,6 h表达显著上升;在肾中,48 h产生上调;在肠中,6 h开始上调,并在48 h上升至最高点。ifn-γ在肝和肠中,均在p35a表达上调之前显著升高,在脾中晚于p35a上调表达;il-10在肝、脾、肾、肠中表达趋势中均与p40c的表达趋势相反。将半滑舌鳎淋巴细胞过表达p35a和p40c基因后,检测了受不同浓度脂多糖(LPS)刺激后干扰素(ifn-γ)、肿瘤坏死因子(tnf-α和tnf-β)等免疫相关细胞因子的表达变化。结果显示,p35a、p40c能够显著提高tnf-α在LPS刺激下的表达水平。上述结果表明,IL-12的p35a亚基和p40c亚基能够响应哈维氏弧菌对半滑舌鳎的刺激,过表达p35a、p40c能够通过诱导tnf-α基因的表达来参与机体的免疫应答。研究结果可为IL-12作为半滑舌鳎抗哈维氏弧菌疫苗佐剂的开发提供理论基础。     

半滑舌鳎髓样分化因子的克隆和表达分析

髓样分化因子(Myeloid differentiation factor88,MyD88)是Toll/IL-lR家族成员,是TLR信号通路中的一个关键接头分子,在天然免疫系统中具有重要作用。迄今,在重要海水养殖鱼类半滑舌鳎中尚未见有关MyD88的研究报道。本研究克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)MyD88基因,并对其表达模式进行了初步研究。半滑舌鳎MyD88基因的cDNA全长为1612bp,其中包括132bp的5′非翻译区(UTR),590bp的3′UTR和编码285个氨基酸残基的858bp的开放阅读框(ORF)。MyD88蛋白在N端具有死亡结构域(Death Domain,DD),C端具有TIR结构域(Toll/IL-1Receptor Domain,TIR),MyD88基因组全长为2923bp,包括5个外显子和4个内含子。系统进化树分析表明,半滑舌鳎MyD88和牙鲆聚在一起,具有最近的亲缘关系。实时定量PCR结果显示,MyD88基因几乎在所有组织中都有表达,在血液、脾脏、头肾、肝脏等免疫组织和精巢、卵巢生殖腺中具有较高水平的表达。利用LPS(lipopolysaccharide)、PGN(peptidoglycan)和poly I∶C作为免疫刺激源感染半滑舌鳎外周血淋巴细胞的结果显示,三者均可诱导MyD88基因的表达上调。鳗弧菌(Vibrio angaillarum)感染实验表明,注射鳗弧菌96h后MyD88基因在脾脏中表达量升高了近180倍、在肝脏中的表达量升高了60多倍;在注射鳗弧菌48h后,头肾中表达量升高了近5倍。上述实验暗示,MyD88基因在半滑舌鳎天然免疫防御系统中具有重要作用。