七鳃鳗myd88基因的生物学特性及其下游分子的表达模式分析

髓样分化因子88 (Myeloid differentiation factor 88, MYD88)是Toll样受体(Toll-like receptor, TLR)信号通路的关键接头分子, 在先天性免疫和适应性免疫中都起到重要作用。为了揭示七鳃鳗Myd88的生物学功能, 研究首次从七鳃鳗(Lampetra japonica)中克隆了myd88基因, 其ORF为852 bp, 共编码283个氨基酸, 推测的分子量为32.432 kD, 等电点为6.25, 无信号肽。多重序列比对表明七鳃鳗Myd88的氨基酸序列与其他物种同源性较高, 具有高度保守的N端死亡结构域和C端的TIR结构域的Box1、Box2和Box3基序。实时荧光定量PCR分析表明: myd88基因在七鳃鳗各组织中均有低水平转录表达, 鳃中表达量最高, 其次是肌肉、髓和肾。脂多糖(LPS)体内刺激七鳃鳗后, 七鳃鳗myd88在白细胞中表达量升高最显著, 其次是在鳃中的表达量也明显升高, 表明七鳃鳗Myd88参与七鳃鳗的抗菌免疫过程。此外, LPS刺激七鳃鳗还能诱导TLR信号通路Myd88依赖途径的下游信号分子Irak1、Traf6、Ikkβ和Nfkb在各组织中的转录表达。研究结果表明七鳃鳗中可能存在TLR/Myd88信号通路, 为进一步探究该信号通路参与免疫应答的起源与进化奠定了基础。     

军曹鱼催乳素受体PRLR1基因的克隆及其在不同盐度条件下mRNA表达差异

催乳素受体通过结合催乳素,能调节鱼体渗透压。为研究催乳素受体1(PRLR1)在高盐水体和低盐水体中对军曹鱼(Rachycentron canadum)的渗透调节作用,利用cDNA末端快速扩增(RACE-PCR)技术,获得了军曹鱼PRLR1全长cDNA序列。该基因全长为2629 bp,包含1953 bp的开放阅读框ORF,可编码650个氨基酸。氨基酸序列包含了2个纤维连接蛋白3型结构域(FN3)、保守的WS区和box1。采用qRT-PCR技术,检测不同盐度(10‰、30‰和35‰)条件下鳃、肠、体肾中PRLR1基因mRNA表达情况。结果显示,PRLR1基因在军曹鱼的各个组织中均有表达,其中鳃表达量最高,其次是肌肉、体肾和肠,而在胃、脾、脑和心脏中则微量表达。低盐组、正常组和高盐组中,PRLR1基因的表达量均为鳃最高;肠次之;体肾最低。随着盐度提高,PRLR1基因的鳃、肠和体肾组织表达量变化规律均呈逐步下降趋势。以上结果反映了军曹鱼PRLR1在渗透压器官中的功能差异性,说明PRLR1在军曹鱼渗透压调节上具有重要作用。     

斑马鱼myd88和traf6真核表达载体的构建

髓样分化因子88(myeloid differentiation primary response gene 88,MYD88)和 TNF 受体相关因子6(TNF receptor associated factor 6,TRAF6)均属于 Toll 样受体(Toll-like receptors,TLR)家族成员中的关键衔接分子.斑马鱼是研究先天免疫应答的独特模式生物,为了构建myD88和traf6的真核表达载体,用于免疫应答机制的研究,克隆了斑马鱼myd88和traf6基因的编码区CDS全长序列,分别是855 bp和1 629 bp.结构分析表明,斑马鱼MYD88存在2个保守结构域为死亡结构域和TIR结构域,TRAF6存在4个保守结构域分别为RING结构域、2个锌指结构域、环-环(coiled-coil)结构域以及TRAF同源结构域(meprinand TR-AF-homology,MATH),并与其他物种氨基酸序列一致性较高.系统进化树分析发现斑马鱼myd88和traf6基因与硬骨鱼类亲缘关系较近,说明斑马鱼myd88和traf6基因的同源性符合其在物种进化上的地位并且具有很高的结构同源性.将斑马鱼myd88和traf6基因的CDS全长序列连接至pCMV-Tag2B表达载体.通过对重组质粒进行双酶切检测发现,成功克隆了斑马鱼pCMV-myd88和pCMV-traf6真核表达载体.为了验证这2个真核表达载体的生物学功能,本研究在HEK293T细胞中进行NF-κB的报告基因活性检测.结果表明,过表达myd88和traf6基因后,斑马鱼NF-κB家族nfκbl启动子的转录活性显著升高,分别约为空载对照组的2.5倍和8倍.鉴于MYD88和TRAF6在天然免疫功能等方面的重要作用,实验结果为以后研究斑马鱼的先天免疫信号传导过程提供了有力的研究工具.     

建鲤两种Δ6脂肪酸去饱和酶基因克隆与表达

利用逆转录PCR和RACE技术获得建鲤2种Δ6脂肪酸去饱和酶（FADs6-a,FADs6-b）的全长cDNA序列. FADs6-a基因的cDNA总长为1 966 bp,开放阅读框为1 335 bp,编码444个氨基酸;FADs6-b基因的cDNA总长为1 931 bp,开放阅读框为1 335 bp,编码444个氨基酸.FADs6-a和FADs6-b基因都包括N端细胞色素b5结构域、3个富含组氨酸的结构域和2个推测的跨膜区,具有典型的Δ6脂肪酸去饱和酶结构特点.氨基酸同源性分析显示,建鲤FADs6-a和FADs6-b与斑马鱼的相似性较高,而与海水鱼类的相似性较低,与人类FADs6的相似性高于与FADs5的相似性.通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测该基因在建鲤幼鱼不同组织中的表达量, 发现2种Δ6 脂肪酸去饱和酶基因在建鲤肝脏的表达量最高,其次是肠、脑、肌肉、心和肾,而前肠高于后肠,FADs6-a的表达量高于FADs6-b.得到的结论是,建鲤具有2种类型的合成高度不饱和脂肪酸(HUFA)的关键酶-Δ6脂肪酸去饱和酶,在肝脏和肠道中的含量较多,且FADs6-a和FADs6-b在结构和组织的表达方面都存在差异,这为进一步研究建鲤HUFA的合成途径及调控机理奠定了基础.     

SCG10基因重组质粒的构建及蛋白表达和定位

目的构建SCG10真核表达载体并证实融合蛋白在细胞内表达及定位。方法以人胎脑cDNA文库为模板,PCR扩增SCG10全长编码基因,亚克隆至pEGFP-C1表达载体中。将构建的重组质粒测序并转染到人胚肾HEK293中,提取细胞蛋白进行Western blot检测。利用共聚焦激光扫描显微镜观察pEGFP-SCG10在HEK293细胞内定位。结果 SCG10全长基因序列克隆到了真核表达载体pEGFP-C1中,酶切鉴定片段大小540bp。Western blot检测到了融合蛋白表达,分子量约为48kD。pEGFP-SCG10在细胞内定位以细胞浆为主,在细胞核少量表达。结论成功构建了SCG10全长基因真核表达载体,pEGFP-SCG10蛋白主要定位于HEK293细胞浆内。     

赤眼鳟Toll样受体3基因cDNA全长克隆及表达分析

为探究赤眼鳟（Squaliobarbus curriculus）Toll样受体3（Toll-like receptor 3,ScTLR3）基因是否参与抗病毒免疫反应,实验运用RACE技术,克隆得到ScTLR3基因cDNA全长序列,并进行了生物信息学分析;通过Real-Time qPCR技术,检测了ScTLR3 mRNA在健康赤眼鳟10个组织中的分布以及感染草鱼呼肠孤病毒（GCRV）后肝脏、脾脏、体肾和头肾中的表达特征。结果表明:ScTLR3基因cDNA序列全长4043 bp,包括5-非编码区（UTR）216 bp,开放阅读框（ORF）2715 bp和3-UTR 1112 bp;ScTLR3共编码904个氨基酸残基,推导的蛋白分子量102.67 kD,理论等电点8.76;SMART结构域预测显示,ScTLR3由N端的信号肽（SP）、富亮氨酸结构域（LRRs）、跨膜结构域（TM）和C端的Toll/白介素-1受体结构域（TIR）组成。实时荧光定量结果显示,ScTLR3mRNA在检测的各组织中均有表达,肝脏中的相对表达量极显著高于其他组织（P0.01）;感染GCRV后,肝脏、脾脏、体肾和头肾组织中ScTLR3 mRNA均上调表达,肝脏、脾脏和体肾组织中的相对表达量在24h达到峰值,分别为对照组的5倍、7倍和6倍。研究表明,ScTLR3具有TLRs家族基因的典型结构特征,并能被GCRV诱导表达,推测其在赤眼鳟抗GCRV入侵免疫反应中发挥了重要作用。     

大黄鱼KLF6基因分子克隆和特征分析

KLF6具有抗细胞增殖的特性,在抑制肿瘤细胞方面起着重要作用.在获得KLF6基因EST序列的基础上,克隆到了KLF6基因,全长1185 bp,其中5′端198 bp,3′端333 bp,开放阅读框654 bp,编码217个氨基酸.与KLF转录因子家族其它成员一样,大黄鱼KLF6的C-端含有3个连续的C2H2型锌指结构域.其氨基酸序列高度保守,与其它鱼类的同源性在90%以上.在检测的大黄鱼骨骼肌、肝脏、眼、脑、脾、心、鳃、肠和肾等9种组织中,KLF6都有不同程度的表达,其中肾、肝脏、鳃、脾脏和脑等组织中的表达量较高.KLF6表达范围的广泛性提示其在多种组织中参与细胞功能活动的调控.     

池蝶蚌组织蛋白酶L基因的组织表达及免疫应激分析

应用cDNA文库筛查及同源片段克隆拼接技术,克隆了池蝶蚌组织蛋白酶L(Hs-CtsL)cDNA基因全长序列(GenBank注册号为JN604558)。其cDNA全长1152 bp,5′-非翻译区(Untranslated Region,UTR)长1 bp,3′-UTR长149 bp包括1个多聚腺苷信号AATAAA和Poly(A)尾巴,开放阅读框(Open reading frame ORF)为1002 bp,编码333个氨基酸组成的多肽链。其分子量约37.7 kD,理论等电点为7.16,包含信号肽、前体域和成熟域。系统进化分析显示,Hs-CtsL同无脊椎动物组织蛋白酶L聚为一支,且同三角帆蚌亲缘关系最近,其次为褶纹冠蚌。组织表达分析结果显示,池蝶蚌组织蛋白酶L在肠、鳃、性腺、外套膜、斧足、闭壳肌、血细胞、肝胰腺、肾和心脏均有表达,其中血细胞中表达量最高。应激实验表明,经嗜水气单胞菌刺激后,Hs-CtsL在血细胞、鳃、肝胰腺和外套膜中的表达量显著上调。其中在肝胰腺中刺激后6h表达量到达峰值,在血细胞、鳃和外套膜中的表达模式近似,表现为一个波动变化,在4h、12h和48h被上调。结果暗示着Hs-CtsL除参与了池蝶蚌血细胞的先天性免疫防御以外,还参与了其消化腺免疫器官的免疫应答反应。     

红笛鲷(Lutjanus sanguineus)CD8基因的克隆与诱导表达

探讨红笛鲷(Lutjanus sanguineus)CD8基因的基本特性。应用同源克隆和cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆了红笛鲷CD8α和CD8β基因,并分析了其在不同组织的表达分布及免疫刺激物诱导后的表达模式。结果显示,CD8αcDNA序列全长1 576 bp,编码225个氨基酸。红笛鲷CD8β基因cDNA序列全长为1 486 bp,编码210个氨基酸。氨基酸序列分析结果显示,CD8α和CD8β均由信号肽、免疫球蛋白超家族(Immunoglobulin superfamily,Ig SF)可变区、铰链区、跨膜区和胞浆区组成。荧光定量PCR(Real time quantitative PCR,q RT-PCR)分析显示红笛鲷CD8α和CD8β基因在胸腺表达量最高,其次为中肾、鳃、肠、皮肤、脾和头肾。红笛鲷头肾淋巴细胞体外经LPS、ConA和PolyI:C刺激8 h后CD8α和CD8β表达量显著上调(P0.01)。哈维氏弧菌疫苗刺激24 h后鳃、头肾、脾脏、和肠的表达量上升。     

斜带石斑鱼TLR3基因的克隆及其在刺激隐核虫感染时的表达分析

TLR3(Toll like receptor 3)是Toll样受体家族的重要成员,通过识别病原相关分子模式,诱导宿主天然免疫应答。研究从斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)中克隆得到TLR3 cDNA序列,全长为2937 bp,包括107bp的5′非编码区、100 bp的3′非编码区和编码909个氨基酸的2730 bp的开放阅读框。TLR3全长氨基酸序列包含1个信号肽、18个富含亮氨酸的重复序列(Leucine-rich Repeat LRR)、1个跨膜结构域和1个胞内TIR结构域(IL-R1 homologous region)。同源比对显示,斜带石斑鱼TLR3与其他已报道硬骨鱼类的TLR3具有较高的同源性(52%—67%)。组织表达分析显示,TLR3在健康斜带石斑鱼的组织中具有较广的表达分布,其中在前脑、体肾和脾脏中表达量较高。刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)感染斜带石斑鱼后:在皮肤中TLR3的表达量呈现先降低后升高的趋势,从感染后第7天开始上调,并在第10天达到高峰;而在脾脏中,TLR3的表达量在感染6h时就显著上调并达到峰值。结果表明斜带石斑鱼TLR3在抗刺激隐核虫的免疫应答过程中可能发挥重要作用。     

Identification and expression analysis of cobia (Rachycentron canadum) Toll-like receptor 9 gene

Cobia culture is hindered by bacterial infection (Photobacterium damselae subsp. piscicida) and in order to study the effect of P. damselae subsp. piscicida challenge and CpG ODN stimulation on cobia Toll like receptor 9 (RCTLR9), we used PCR to clone RCTLR9 gene and qRT-PCR to quantify gene expression. The results indicated that RCTLR9 cDNA contains 3141 bp. It encodes 1047 amino acids containing 16 typical structures of leucine-rich repeats (LRRs) including an LRRTYP, LRRCT and a motif involved in PAMP binding was identified at position 240–253 amino acid. Broad expression of RCTLR9 was found in larval, juvenile and adult stages irrespective of the tissues. In larval stage, RCTLR9 mRNA expression decreased at 5 d and then increased at 10 dph. At juvenile stage cobia, the expression was significantly high (p < 0.05) in spleen and intestine compared to gill, kidney, liver and skin. However, at adult stage, the significant high expression was found in gill and intestine. Cobia challenged with P. damselae subsp. piscicida showed significant increase in RCTLR9 expression at 24 h post challenge in intestine, spleen and liver, while in kidney the expression was peak at 12 h and later it decreased at 24 h. The highest expression was 40 fold increase in spleen and the lowest expression was ∼3.6 fold increase in liver. Cobia stimulated with CpG oligonucleotides showed that the induction of these genes was CpG ODN type and time dependent. In spleen and liver, CpG ODNs 1668 and 2006 injected group showed high expression of RCTLR9, IL-1β, chemokine CC compared to other groups. Meanwhile, CpG ODN 2006 has induced high expression of IgM. The CpG ODNs 2395 have induced significant high expression of Mx in spleen and liver. These results demonstrates the potential of using CpG ODN to enhance cobia resistance to P. damselae subsp. piscicida infection and use as an adjuvant in vaccine development.     

Cloning and characterization of the IkappaBalpha gene from Japanese flounder, Paralichthys olivaceus

We identified and characterized the Japanese flounder (Paralichthys olivaceus) inhibitor kappa B alpha (JFIKBA) cDNA. The JFIKBA cDNA contains an open reading frame of 960bp encoding 320 amino acid residues. JFIKBA contains 6 ankyrin repeats in the central coding region. Expression studies by RT-PCR showed constitutive expression of the JFIKBA gene in several Japanese flounder tissues (brain, muscle, gill, heart, kidney, liver, spleen and intestine). Moreover, expression of JFIKBA mRNA was induced in kidney by LPS stimulation. To investigate the role of JFIKBA, we constructed a recombinant plasmid expressing the JFIKBA coding region under the control of the cytomegalovirus (CMV) promoter. Over-expression of the JFIKBA gene in the Japanese flounder cultured cell line derived from kidney, suppressed the expression of the TNF alpha gene with lipopolysaccharide stimulation. These results indicated that JFIKBA has an important role in the innate immune system, especially in the signaling of the cytokine network.     

A pore-forming protein,perforin, from a non-mammalian organism,Japanese flounder,<Emphasis Type="Italic"> Paralichthys olivaceus</Emphasis>

A perforin cDNA of Japanese flounder, Paralichthys olivaceus, was cloned from a cDNA library of kidney stimulated with ConA/PMA. The full-length cDNA is 2,157 bp, which encodes 587 amino acids. The Japanese flounder perforin gene consists of five exons and four introns, with a length of approximately 3 kb. The amino acid sequence of the Japanese flounder perforin is 36% identical to that of rat perforin and 37% identical to amino acid sequences of mouse and human perforin. The Japanese flounder perforin also showed low homology to human and mouse complement components (C6, C7, C8 and C9), ranging from 19% to 24%. However, the membrane attack complex/perforin domain is conserved. A phylogenetic analysis placed the Japanese flounder perforin in the same cluster with other known mammalian perforins. RT-PCR analysis revealed that the perforin gene was expressed in the peripheral blood leukocytes, head kidney, trunk kidney, spleen, heart, gill and intestine of healthy fish. Recombinant perforin produced in insect cells using the baculovirus expression system showed calcium-dependent hemolytic activity.     

草鱼免疫相关基因Prkrip1的克隆和表达分析

随着草鱼养殖规模的扩大, 草鱼的病毒性疾病极大地影响着草鱼的产量。开展鱼类病毒免疫反应相关功能基因的研究意义重大。研究首先通过同源克隆的方法从草鱼中克隆到了一段Prkrip1基因的EST序列, 进一步通过RACE、长片段PCR和Genome walking的方法获得了该基因的全长cDNA序列、基因组DNA序列和启动子区序列。氨基酸序列分析显示, Prkrip1含有3个核定位信号和一个双链RNA结合区, 并具有与PKR结合的保守N端区; 荧光报告基因的表达证实我们所克隆到的启动子区是有活性的, 可用于后续该基因的转录调控分析; Real-time PCR分析发现, Prkrip1 基因在草鱼的肝和血中表达量最高, GCRV感染后在大部分免疫组织中均上调表达, 说明该基因确实与病毒感染相关。研究结果为Prkrip1基因在硬骨鱼类的功能研究提供了线索, 也为鱼类天然免疫反应中调控PKR信号通路的系统研究提供了理论依据。       

大黄鱼PPAR β全长cDNA的克隆和组织表达

利用RT-PCR和SMART RACE的方法从大黄鱼肝脏中克隆了PPARβ全长cDNA。该序列长3390bp,5′端非翻译区146bp,3′端非翻译区1711bp,开放阅读框1533bp,可编码一个由510个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白质分子量为57.2kDa、等电点为6.46。氨基酸序列分析表明,PPARβ基因具有较高的保守性,大黄鱼PPARβ与花鲈、金头鲷、欧鲽、大西洋鲑、红鳍东方鲀、人、黑猩猩、牛、兔及小鼠等10个物种的同源性为72%~91%,其中与花鲈同源性最高,为91%。用RT-PCR法检测PPARβ基因的组织表达,结果表明该基因在大黄鱼肌肉、眼、脾、肾、肝、鳃、心、肠和脑等9个组织中均有表达,其中肝脏组织表达量最大,肌肉最少。