中华鲟IFNe2的抗病毒天然免疫作用研究

为探究中华鲟干扰素e2（AsIFNe2）的免疫调控作用,本研究通过原核表达获得了重组中华鲟干扰素e2蛋白（rAsIFNe2）,并分析了它对抗病毒相关基因的影响及其抗病毒活性。实时荧光定量PCR（RT-qPCR）结果显示,rAsIFNe2能显著激活中华鲟鳍细胞中干扰素刺激基因（IFN-stimulated genes,ISGs）的表达,如Mx、PKR、Viperin和ADAR4 。此外,rAsIFNe2还能通过激活IRFs和IFNes基因的表达,从而帮助宿主细胞迅速建立抗病毒状态。在鲤春病毒血症病毒（spring viremia of carp virus,SVCV）感染鲤鱼上皮细胞（EPC）模型中,rAsIFNe2能够诱导EPC细胞中Mx、PKR和Viperin的表达,并降低EPC细胞中SVCV病毒G、N和P基因的表达,减少病变效应的产生。上述结果表明AsIFNe2在宿主抗病毒天然免疫反应中发挥作用,为深入了解中华鲟的干扰素免疫系统以及治疗病毒性疾病提供了理论依据。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) c-Jun基因的克隆及免疫应答分析

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)AP-1家族转录因子c-Jun基因(Jun proto-oncogene)及其在免疫应答中的作用尚无报道.本研究根据半滑舌鳎转录组数据库中预测的c-Jun序列,通过RACE技术和PCR扩增方法获得了半滑舌鳎c-Jun基因cDNA全长2093 bp,CDS区域共981 bp,编码326个氨基酸,5'UTR区域377 bp,3'UTR区域735 bp.SMART分析显示,C-JUN蛋白具有2个结构域:AP-1家族典型结构域Jun,以及高度保守的亮氨酸拉链结构域(BRLZ).经蛋白多序列同源比对、系统进化树分析,发现半滑舌鳎c-Jun与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)c-Jun亲缘关系最近.实时荧光定量PCR分析显示,c-Jun基因在半滑舌鳎不同组织中普遍表达,在卵巢中表达量最高.鳗弧菌(Vibrio anguillarum)人工感染半滑舌鳎后,c-Jun基因在肝脏、脾脏、头肾、小肠、鳃、血液中表达量都出现不同程度上调,其中,鳃中变化最明显:感染12h后表达量达到0h时的13.20倍.使用LPS、PGN、PolyI:C和WGP病原模拟物刺激半滑舌鳎外周血淋巴细胞,结果显示,WGP诱导c-Jun基因上调表达,而LPS与PolyI:C均下调基因表达.以上实验结果表明,c-Jun基因在半滑舌鳎的免疫防御中发挥重要作用.     

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。     

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。     

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。     

中华鲟IFN-γ的免疫调控作用

为了解中华鲟IFN-γ的免疫调控作用,实验通过中华鲟转录组获得IFN-γcDNA序列,构建重组表达质粒pTRI-st-IFNγ,原核表达IFN-γ蛋白,检测其在病毒和细菌感染过程中的免疫调控作用。SDS-PAGE显示,中华鲟IFN-γ重组蛋白大小为19.17 ku,以可溶性表达为主,浓度为0.998 mg/mL;荧光定量PCR显示,IFN-γ蛋白能够诱导中华鲟肾脏细胞中下游相关抗病毒基因Mx、Viperin和CXCL家族中CXCL11-L1、CXCL11-L2表达;与EPC细胞共孵育能够有效抑制鲤春病毒血症病毒(spring viraemia of carp virus,SVCV)引起的细胞病变和增殖,并对SVCV病毒的G、P、N 3个基因表达量呈现出极显著性下调;在体外能够调控抑制嗜水气单胞菌、中间产气单胞菌和维氏气单胞菌并对其生长表现出明显的抑制作用。     

三倍体湘云鲫2号IFNa3基因的克隆及功能初探

三倍体湘云鲫2号具有不育、生长快、抗病抗逆性强等优良特性。为探究其抗病优势分子机制,实验克隆及鉴定了三倍体湘云鲫2号干扰素a3(3nIFNa3)。3nIFNa3的CDS由552个核苷酸组成,编码184个氨基酸。经预测,3nIFNa3 N端23位氨基酸为信号肽;3nIFNa3成熟肽中存在2个半胱氨酸残基并参与形成二硫键,表明其隶属于Ⅰ型一组干扰素。实时荧光定量PCR (qPCR)结果显示,宿主细胞经poly I∶C刺激后8 h、草鱼呼肠孤病毒(GCRV)或鲤春病毒血症病毒(SVCV)感染后48 h,3nIFNa3的转录水平达到最高。免疫印迹和免疫荧光结果显示,3nIFNa3为分泌型蛋白,分子量约为21.8 ku,其在出胞前主要分布于细胞质中。进一步研究发现,在宿主细胞中过表达3nIFNa3或含3nIFNa3的上清培养基孵育宿主细胞均能诱导内源ISG基因转录水平的显著提高。其中,3nSTAT1及3nVIPERIN在含3nIFNa3的上清培养基孵育后2 h转录水平达到最高,3nPKR则在4 h表达水平最高。此外,病毒滴度测定及结晶紫染色实验表明,EPC细胞经3nIFNa3孵育或过表达3nIFNa3后,其抗GCRV和SVCV的能力均显著增强。研究表明,3nIFNa3为可分泌的细胞因子,在宿主抗病毒天然免疫反应中发挥作用。     

马氏珠母贝C1qDC基因家族成员的鉴定及表达分析

含 C1q 结构域蛋白(C1q domain containing, C1qDC)是经典补体途径的起始分子, 能够识别免疫复合物, 启动补体系统经典途径。本研究基于马氏珠母贝(Pinctada fucata)全基因组测序数据, 结合生物信息学方法对 C1qDC 基因进行了鉴定, 同时对其系统进化关系、序列结构、基序组成、染色体定位和基因家族成员的表达水平进行了分析。结果显示, 从马氏珠母贝全基因组数据中共鉴定出 285 个 C1qDC 基因; 根据系统进化关系聚集为 5 个亚类, 不均匀分布在 14 条染色体上; 所有 C1qDC 序列均含有保守基序 1。比较转录组数据分析显示, 在溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)攻毒 4 h 后, 马氏珠母贝 C1qDC 基因家族中有 56 个基因在血细胞中的表达水平发生了显著变化。其中, 上调表达基因 32 个, 下调表达基因 24 个。实时荧光定量 PCR 检测结果表明, 随机挑选的 8 个 C1qDC 基因的表达模式与转录组数据一致。本研究结果为进一步解析马氏珠母贝 C1qDC 基因的进化模式及其在贝类免疫应答中的调控作用提供了理论基础。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) CSFR2基因的重组表达及其蛋白纯化与功能分析

通过对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)进行全基因组及转录组测序,预测了一个半滑舌鳎性别相关基因CSFR2,目前已对该基因进行了克隆和表达分析。为进一步研究CSFR2基因的功能,本研究从蛋白层面入手,构建了原核表达载体p ET-32a-CSFR2,转化到大肠杆菌E.coli进行诱导表达,用His Trap进行蛋白纯化,SDS-PAGE电泳检测诱导及纯化产物,并将表达纯化的CSFR2蛋白注射1龄半滑舌鳎精巢。由于CSFR2是一个性别相关基因,因此无法通过免疫反应来直接检测其蛋白活性,本研究通过不同时间点取样检测半滑舌鳎其他性别相关基因Cyp19a和Foxl2的表达量变化,来间接反应CSFR2蛋白的活性及功能。实验结果显示,重组蛋白能够进入到活体细胞内并发挥一定作用,在6–72 h内对性别相关基因Cyp19a和Foxl2的表达有上调作用,说明CSFR2蛋白具有生物活性,并能调节其他性别相关基因的表达量,间接促进雄激素转化为雌激素。本研究进一步了解CSFR2基因在半滑舌鳎性别决定与分化中的作用,可为半滑舌鳎性别控制提供理论依据,在人工诱导鱼类性逆转方面有重要应用价值。此外,本研究为蛋白活性验证提供了一种新方法。     

团头鲂转录因子Nanog的原核表达及其多克隆抗体制备

为深入研究鱼类干细胞多能性转录因子Nanog的功能,本实验进行了团头鲂Nanog基因的原核表达和多克隆抗体的制备。首先,从团头鲂卵巢克隆出Nanog基因的编码区,将其连接到p ET32a载体上构建原核表达载体。接着将重组载体转化至大肠杆菌BL21(DE3)pLysS,通过异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,获得预期大小的Nanog重组蛋白,并获得大量蛋白以制备抗体。最后通过ELISA检测抗体的效价和采用Western blot技术检测Nanog抗体的特异性。结果显示,在37°C,0.5 mmol/L IPTG诱导4 h可获得Nanog重组蛋白的高效表达;制备的多克隆抗体能够有效识别原核表达的Nanog蛋白及团头鲂肝脏和精巢的内源Nanog蛋白;该抗体也可应用于检测HepG2细胞中过表达的团头鲂Nanog蛋白。本研究为蛋白的原核表达和特异性抗体的制备及验证提供了研究思路,也为研究鱼类Nanog基因功能提供了特异性抗体。     

中华鳖IRF4基因克隆及免疫功能研究

干扰素调节因子IRF4基因仅表达于免疫相关细胞,在先天性免疫和特异性免疫中发挥重要作用。本研究根据中华鳖高通量测序预测的IRF4基因序列(GenBank登录号:XM_014581444),设计特异性引物扩增片段验证其编码区;通过荧光定量检测IRF4基因在健康中华鳖中组织表达情况以及脂多糖、聚肌胞苷酸诱导后在外周血淋巴细胞中的表达情况;构建真核表达载体p3xflag-IRF4,检测过表达IRF4基因后细胞对中华鳖虹彩病毒的敏感性,以及对干扰素启动子、NF-κB启动子的活性。试验结果显示,IRF4基因编码区和GenBank中序列完全相同,其推测的氨基酸序列含有1个DNA结合结构域和1个IRF相关结构域;荧光定量结果分析显示,IRF4基因表达于所检测的组织和器官,其中在血液、肝、脾中表达较高,脂多糖和聚肌胞苷酸均能诱导外周血淋巴细胞中IRF4基因的表达;过表达IRF4基因后降低细胞对中华鳖虹彩病毒的敏感性,过表达IRF4基因能显著诱导干扰素启动子活性,抑制NF-κB启动子活性。上述结果为更深入研究中华鳖IRF4参与机体免疫应答提供基础。     

草鱼孕烷X受体与细胞色素P450 3A mRNA表达相关性初步研究

根据GenBank中斑马鱼(Danio rerio)和虹鳟(Oncorhynchus mykiss)孕烷X受体(pregnane X receptor,PXR)基因序列设计保守区域简并引物,通过PCR扩增获得草鱼(Ctenopharyngodon idellus)PXR cDNA核苷酸序列片段为509 bp,经推导获取169 aa序列。对草鱼与其它物种PXR氨基酸序列进行同源性比较,用以鉴定其在物种中的进化。应用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测草鱼9种组织PXR和细胞色素P450 3A(cytochrome P450 3A,CYP3A)基因mRNA相对含量,结果表明,其表达丰度依次为:前肠﹥肝脏﹥肾脏﹥鳃﹥肌肉﹥后肠﹥性腺﹥心脏﹥脾脏,CYP3A和PXR基因在草鱼组织中表达分布基本一致,在前肠、肝脏和肾脏高度表达,而在其它组织低度表达。为了进一步研究PXR和CYP3A基因表达相关性,通过细胞,特选用诱导剂利福平(rifampicin,RIF),最佳诱导浓度40μM,孵育1、2、4、6、8、10、12、24 h后,用qRT-PCR检测CYP3A-PXR基因动态表达过程。结果显示,诱导组CYP3A和PXR基因表达量均高于对照组,显示出显著诱导效应。