香鱼精氨酸酶Ⅱ基因的cDNA克隆及其表达与鳗弧菌感染的相关性

精氨酸酶II(arginase II,Arg-II)是精氨酸酶的一种,不仅可以参与机体尿素循环,还与机体病理过程密切相关。通过香鱼(Plecoglossus altivelis)单核/巨噬细胞转录组测序获得香鱼Arg-II基因全长c DNA序列,结果表明,Arg-II基因由4 707个核苷酸组成,包含一个大的开放阅读框,编码348个氨基酸,预测分子量为38.09 k D,等电点为6.15。氨基酸序列多重比对结果显示,香鱼Arg-Ⅱ具有典型的Arg-Ⅱ结构特征,与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)Arg-Ⅱ同源性最高,为85.3%;系统进化树分析表明,鱼类Arg-Ⅱ形成一个大簇,香鱼Arg-Ⅱ与虹鳟Arg-Ⅱ进行相关性最高。实时荧光定量PCR(quantitive real-time PCR,q RTPCR)结果显示,香鱼Arg-Ⅱ基因m RNA主要在健康香鱼肝、脑、头肾和单核/巨噬细胞中表达;鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染后,香鱼肝、脑、头肾和单核/巨噬细胞Arg-Ⅱ基因m RNA的表达量显著上调。综上,香鱼Arg-Ⅱ基因的表达与鳗弧菌感染紧密相关,揭示其可能在鱼类抗感染免疫应答中发挥重要作用。     

香鱼hepcidin基因的克隆、序列分析及组织表达特征

Hepcidin是一类富含半胱氨酸的抗菌肽,在鱼类非特异性免疫中起重要作用,具有调节铁代谢的功能。该研究克隆了香鱼hepcidin基因cDNA序列,全长763个核苷酸,包含一个完整的开放阅读框,推测编码一个由85个氨基酸组成的相对分子质量为9.7k的多肽,N端24个氨基酸是信号肽序列。香鱼hepcidin的成熟肽序列由25个氨基酸组成,含有8个半胱氨酸,可形成4个分子内二硫键结构。系统进化树分析表明,hepcidin的物种进化关系与目前接受的物种分类关系基本一致,香鱼hepcidin位于鱼类hepcidin簇中,与大西洋鲑hepcidin的亲缘关系最近,达60%。香鱼hepcidin在肝脏中表达量最大,在脾、肾、心脏和肌肉中也有表达。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明,鳗利斯顿氏菌(Listonella anguillarum)感染以后香鱼肝组织中hepcidin基因mRNA表达量显著增加,在12h增加了8.26倍。hepcidin基因可能在香鱼抗外界病原物感染过程中起重要作用。     

香鱼凝血因子X基因表达与鳗利斯顿氏菌感染的相关性

凝血途径的关键因子——凝血因子X(coagulation factor X,FX),是一种与免疫调控密切相关的维生素K依赖型丝氨酸蛋白酶.该研究克隆了香鱼(Plecoglossus altivelis) FX基因全长cDNA序列,它由1817个核苷酸组成,包含一个大的开放阅读框,编码一个由453个氨基酸组成的相对分子质量为5.07×104的蛋白.香鱼FX与已知的哺乳动物FX的结构相似,N端24个残基为信号肽序列.序列比较表明,香鱼FX与斑马鱼FX的氨基酸同一性最高,为53％.在健康香鱼中,FX基因mRNA主要在肝组织中表达,脑和鳃中也有少量表达.实时荧光定量PCR分析揭示,鳗利斯顿氏菌感染后香鱼肝组织中FX基因mRNA表达显著上调,16h时达到5.43倍.通过原核表达系统表达了香鱼FX丝氨酸蛋白酶结构域,并制备了抗血清.Western blotting分析显示,鳗利斯顿氏菌感染后香鱼血清中FX含量显著增加,并随着时间延长上调倍数不断增大,在36h时达到3.68倍.据此,FX基因mRNA及蛋白的表达与鳗利斯顿氏菌感染香鱼的过程紧密相关,揭示它可能在鱼类抗细菌感染的免疫反应中起重要作用.     

香鱼巨噬细胞炎性蛋白-2基因的克隆、序列分析及表达

巨噬细胞炎性蛋白-2(MIP-2)是一种重要的趋化因子,可趋化中性粒细胞到炎症部位,从而消除炎症反应。从香鱼巨噬细胞转录组测序中获得MIP-2基因,阅读框序列长为318个核苷酸,编码一个由105个氨基酸组成、相对分子质量为11.6kD的前体蛋白。N端19个氨基酸为信号肽序列。氨基酸序列分析表明,香鱼MIP-2与白斑狗鱼MIP-2的氨基酸同源性最高,为54%。健康香鱼MIP-2基因mRNA主要在脾、肾、脑、鳃中表达,在肝、心、肌肉、肠中表达量次之。实时荧光定量PCR结果显示,鳗利斯顿氏菌侵染香鱼后,各组织中MIP-2基因mRNA表达量均呈上调趋势。尤其以肾组织和肌肉组织中变化最显著。以上结果表明,香鱼MIP-2基因表达与鳗利斯顿氏菌的侵染密切相关,揭示了MIP-2可能在香鱼抗菌免疫反应中具有重要的作用。     

香鱼镉胁迫相关基因UraD的特征和表达分析

2-氧-4-羟基-4-羧基-5-脲基咪唑啉脱羧酶(UraD)是嘌呤代谢反应酶,目前鱼类UraD基因仅在斑马鱼等少数物种得到克隆分析。从香鱼克隆获得UraD的cDNA序列,全长为967 bp,编码一个由174 aa组成的分子量为19.6kDa的蛋白,等电点为5.42。系统进化树分析显示香鱼UraD位于鱼类UraD簇中,与爬行类和哺乳类的亲缘关系较远,香鱼与斑马鱼UraD的蛋白序列相似性最高达70%。香鱼UraD表达经过反转录PCR(RT-PCR)检测发现在香鱼肝、心和肠中具有较高表达。香鱼肝组织中UraD表达量经过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测,发现镉胁迫下显著减少,香鱼UraD表达在盐度胁迫和鳗利斯顿氏菌感染下表达量保持不变。上述结果揭示香鱼UraD基因的基本特征,说明香鱼UraD基因表达与镉胁迫密切相关。     

半乳糖苷凝集素Galectin3直接诱发胰岛素抵抗

肥胖时,巨噬细胞和其他免疫细胞在胰岛素靶组织大量聚集,分泌一系列促炎症细胞因子[包括TNFα(tumor necrosis factorα)和IL1β(interleukine 1β)],导致慢性炎症状态。研究表明,由CD11c阳性巨噬细胞引起慢性炎症诱发胰岛素抵抗。然而,通过抑制TNFα或IL1β等方法来改善胰岛素抵抗的临床研究并不成功。该课题组之前的研究发现,将肥胖小鼠由高脂饮食更换到正常饮食后,脂肪组织中CD11c阳性巨噬细胞所表达的半乳糖苷凝集素3(Galectin3,Gal3)水平大幅降低。同时,在这些更换饮食的小鼠中,尽管脂肪组织CD11c阳性巨噬细胞数目相比高脂饮食喂养时并没有变化,但炎症和胰岛素抵抗却得到了明显改善。因此,该课题组提出,Gal3是介导炎症致胰岛素抵抗的关键分子。Gal3是一种主要由巨噬细胞分泌的凝集素,其水平在肥胖病人和肥胖小鼠中都显著增加。在胰岛素敏感性正常小鼠上,给予Gal3可导致胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受,通过基因敲除或药物抑制Gal3则可在肥胖小鼠上改善胰岛素抵抗。体外实验表明,Gal3可直接增加巨噬细胞的化学趋化性,减少肌肉细胞和3T3-L1脂肪细胞中胰岛素刺激的葡萄糖摄取,并可在原代肝细胞中阻碍胰岛素对肝糖输出的抑制作用。更重要的是,该课题组发现,Gal3可与胰岛素受体结合并抑制其下游信号传导。这些发现阐明了Gal3在胰岛素三大作用靶细胞中的新作用,Gal3为连接炎症和胰岛素敏感性减低的关键分子,抑制Gal3有望成为胰岛素抵抗和糖尿病的新治疗手段。     

香鱼主要组织相容性复合体MHCIIB的分子克隆及其在鳗弧菌感染下的功能鉴定

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex classⅡ, MHC Ⅱ)在脊椎动物免疫反应中发挥重要作用。本研究从香鱼(Plecoglossus altivelis) 单核/巨噬细胞(monocytes/ macrophages,MO/MФ)转录组中获得了MHC II基因β链(PaMHCIIB) cDNA序列。PaMHCIIB由920个核苷酸组成,包含一个大的开放阅读框,编码251个氨基酸,预测分子质量为28.23 kD。氨基酸序列分析表明,PaMHCIIB具有MHC IIB的典型特征,主要包括信号肽、2个胞外区和1个保守的connecting peptide/transmembrane/cytoplasmic (CP/TM/CYT)结构域,与北极红点鲑(Salvelinus alpinus) MHC IIB同源性最高,为65.04%;系统发育分析表明,PaMHCIIB与北极红点鲑MHC IIB进化相关性最高。实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qPCR)结果显示,PaMHCIIB mRNA主要在香鱼鳃、肠和脾中表达;鳗弧菌感染(Vibrio anguillarum)后香鱼肝中PaMHCIIB mRNA在感染后12 h(hours post infection, hpi)时上调显著,在24 hpi达到峰值,为对照组的3.18倍,脾、头肾、肠和鳃中PaMHCIIB mRNA均在4 hpi时上调显著,分别在4、8、24和12 hpi时达到峰值,分别为对照组的85.18、2.06、4.21和6.81倍(P<0.05)。香鱼MO/MФ经鳗弧菌感染后,PaMHCIIB mRNA的表达水平在4 hpi时上调显著,在12 hpi时达到峰值,为对照组的3.35倍(P<0.05)。原核表达了PaMHCIIB胞外区并制备其抗体。Western 印迹分析结果表明,香鱼MO/MФ中PaMHCIIB具有N糖基化修饰,且鳗弧菌感染后其蛋白表达水平在12 hpi时显著增加,在24 hpi时达到峰值,为对照组的3.19倍(P<0.05)。抗体封闭PaMHCIIB后,香鱼MO/MФ吞噬活性被抑制,为对照组的0.28倍(P<0.05),而且鳗弧菌诱导的4个细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-10和TGF-β表达均受到抑制,均在8 hpi时被抑制最明显,表达量分别为对照组的0.23、0.41、0.51和0.20倍(P<0.05)。本研究结果揭示PaMHCIIB可能参与香鱼MO/MФ抵抗病原菌感染的免疫防御。     

香鱼补体成分C9基因的克隆、序列分析及表达

补体成分C9是构成膜攻击复合体引起靶细胞溶解破坏的重要组成成分。该文测定了香鱼C9(aC9)基因的cDNA全序列,序列全长2125个核苷酸,编码一个由592个氨基酸组成、相对分子质量为6.56×104的前体蛋白,N端22个氨基酸为信号肽序列。序列分析表明,aC9与虹鳟C9的氨基酸同源性最高,达56.8%,与其它鱼类C9的同源性介于40.9%~53.8%之间。aC9在健康香鱼肝、脾、肠、鳃和肌肉有表达,其中在肝内的表达量最高。实时荧光定量PCR的结果显示,鳗利斯顿氏菌侵染4h后,肝中aC9mRNA表达量显著上调,并随着时间的推移在16h时达到峰值。Westernblotting分析的结果显示,鳗利斯顿氏菌侵染后香鱼血清中的aC9蛋白随着时间的推移呈显著上调。以上结果表明,香鱼肝组织C9基因表达变化与鳗利斯顿氏菌的侵染密切相关,揭示了C9在鱼类抗细菌免疫反应中具有重要的作用。     

磷酸鞘胺醇对小鼠单核巨噬细胞吞噬功能的调控及机制研究

采用Western blot、免疫荧光和PCR检测小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7中S1P受体1-3(S1PR1-3)的表达,然后应用吞噬实验和免疫荧光的方法检测磷酸鞘胺醇(sphingosine 1-phosphate,S1P)对其吞噬功能的调节。分别应用药理学工具和小干扰RNA的方法研究S1P调节其吞噬活性的作用机制。结果显示,小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7表达S1PR1-3;S1P剂量依赖地增强小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7的吞噬功能,应用S1PR2或S1PR3的拮抗剂和si RNAs可抑制S1P增强的小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7的吞噬活性;而应用S1PR1的拮抗剂和si S1PR1并不影响S1P增强的RAW264.7的吞噬作用;且S1P可以显著上调RAW264.7中S1PR2和S1PR3的表达,但是不改变S1PR1的表达,提示S1P通过正反馈机制增强其介导的小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7的吞噬功能。结果表明,S1P/S1PR2/3信号通路增强小鼠单核巨噬细胞吞噬活性,为单核巨噬细胞吞噬作用的分子机制调控研究提供了新线索。     

香鱼甘油-3-磷酸脱氢酶基因的克隆与表达

GPDH(glycerol-3-phosphate dehydrogenase)是合成脂肪代谢中间产物甘油-3-磷酸的关键酶。通过设计简并引物从香鱼肝cDNA文库中克隆GPDH基因,该基因cDNA序列全长577个核苷酸,单一大的开放阅读框编码一个由351个氨基酸组成的分子量为37.9kD的蛋白。蛋白序列分析表明,香鱼GPDH(aGPDH)与亚洲胡瓜鱼的GPDH序列同源性最高。系统进化树分析表明,GPDH的物种进化关系与目前接受的物种分类关系基本一致。实时荧光定量PCR结果显示,aGPDH基因在香鱼肝、脾、肾、脑、心和肌肉组织均有表达。香鱼咸淡水适应以后,肝、脾、脑、心和肌肉的aGPDH的mRNA表达水平下调。成功构建重组表达质粒pET-32a-GPDH。SDS-PAGE试验表明,目的蛋白可以在大肠杆菌中大量表达;并制备了抗血清,能与目的蛋白起强的特异性反应,但不与细菌自身蛋白起反应。本研究有助于进一步理解鱼类盐度适应过程中的脂肪代谢调控机制。     

半乳凝集素-3的表达对乳腺癌细胞MCF-7细胞凋亡的影响

目的：研究半乳凝集素－33（Gal3）的表达对乳腺癌细胞MCF-7细胞凋亡的影响。方法：构建Gal3-siRNA的特异表达载体,转染乳腺癌细胞MCF-7,通过建立由siRNA介导的Gal3-knockdown稳定细胞株来研究半乳凝集素-3表达下调对肿瘤细胞凋亡的影响。结果：利用设计的Gal3-siRNA能够使细胞中半乳凝集素-3的表达降低90％左右;当用凋亡诱导剂处理时,Gal3-knockdown稳定细胞株的凋亡率比野生型细胞株高出近20％。结论：在MCF-7乳腺癌细胞中,半乳凝集素-3具有抑制肿瘤细胞凋亡的功能。     

香鱼TGF-β1基因的克隆及其表达与鳗利斯顿氏菌感染的相关性

通过转录组测序的方法,获得香鱼的TGF-β1基因序列,由1134个核苷酸组成,包括一个大的开放阅读框,编码成377个氨基酸组成的前体蛋白,分子量大小为43 kDa,等电点为8.72。N端前19个氨基酸为信号肽,成熟肽由C末端112个氨基酸组成,分子量大小为12.5 kDa。序列比对表明香鱼与虹鳟同源性最高,前导肽为72%,成熟肽为93%。在健康香鱼中,TGF-β1基因在肝、脾、肾、脑、肌、肠、鳃、心组织中均有表达,在肾组织中表达量最高。鳗利斯顿氏菌侵染香鱼组织后,各组织中的TGF-β1基因mRNA表达量均显著上调,肾组织中变化最为显著,注射12h时为对照组的14.5倍。构建了原核表达质粒pET-28a-TGF-β1,并制备了多克隆抗血清,能与目的蛋白TGF-β1起特异性反应,但不与细菌蛋白自身反应。以上结果表明,香鱼TGF-β1基因表达变化与鳗利斯顿氏菌的侵染相关,揭示了TGF-β1可能在鱼类抗细菌的急性期免疫应答过程中发挥作用。     

水解南珠片对免疫低下小鼠免疫功能的影响

本实验以腹腔注射环磷酰胺建立免疫低下小鼠模型,灌胃给予水解南珠片高、中和低剂量(2.04 g/kg,1.02 g/kg和0.51 g/kg)30 d,观察水解南珠片对免疫低下小鼠免疫功能的影响。结果显示,水解南珠片高剂量(2.04 g/kg)能显著提高免疫低下小鼠单核巨噬细胞系统碳粒廓清指数K(p0.05);水解南珠片高、中、低剂量(2.04 g/kg,1.02 g/kg,0.51 g/kg)能显著提高免疫低下小鼠外周血T淋巴细胞相对数量(p0.01);水解南珠片高、中剂量(2.04 g/kg,1.02 g/kg)能显著提高免疫低下小鼠血清溶血素吸光度值(p0.01)。上述结果表明,水解南珠片对免疫功能低下小鼠的固有免疫、细胞免疫和体液免疫功能均有一定的增强作用。     

病原菌逃避单核-巨噬细胞杀灭策略的研究进展

单核-巨噬细胞具有强大的吞噬功能,在机体固有免疫和适应性免疫中均发挥着重要作用,可有效保护宿主免受多种致病菌的感染。病原菌在与宿主单核-巨噬细胞的长期相互作用过程中,逐渐形成多种逃避杀灭的有效策略,得以在宿主体内存活并增殖。本文从病原菌抗巨噬细胞吞噬作用、抗巨噬细胞内吞噬溶酶体降解作用、诱导和抑制巨噬细胞凋亡或坏死4个方面,综述近年来国内、外关于病原菌逃避单核-巨噬细胞杀灭策略的研究进展。     

香鱼肌肉与免疫器官6种同工酶的表达

采用聚丙烯酰胺电泳方法,对香鱼(Plecoglossus altivelis)肌肉和肝脏、脾脏及肾脏3种免疫器官的6种与防御机能相关的同工酶的表达进行研究,共分析了SOD、POD、ACP、ALP、CAT、EST等6种同工酶的表达模式。结果表明,香鱼已经具有了完善的机体防御系统,肝脏和肾脏在香鱼的防御系统中发挥着十分重要的作用。本研究能为筛选具有较强抗病力和适应性的香鱼良种提供有价值的理论参考。     

大黄鱼HIF-1α基因的克隆鉴定与表达分析

为研究低氧诱导因子1α(Hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)在鱼类免疫应答中的作用, 研究克隆得到了大黄鱼(Larimichthys crocea)HIF-1α基因(LcHIF-1α)的cDNA序列, 其开放阅读框全长2256个核苷酸, 编码一个751个氨基酸的蛋白。通过氨基酸序列比对发现, LcHIF-1α蛋白具有5个典型的功能结构域, 包括1个helix-loop-helix(HLH)结构域, 2个PAS结构域, 1个DNA结合结构域(HIF-1)和1个羧基端反式激活结构域(HIF-1a_CTAD)。系统进化分析显示, LcHIF-1α和其他硬骨鱼类HIF-1α聚成一支, 与两栖类、鸟类和哺乳类HIF-1α的亲缘关系相对较远。序列分析结果表明, LcHIF-1α具有保守的特征结构域, 预示着其功能可能与哺乳动物HIF-1α类似。荧光定量PCR结果显示, LcHIF-1α在所检测的健康大黄鱼各个组织中都有表达, 在溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)感染后, 大黄鱼脾脏和头肾组织中的LcHIF-1α表达水平显著上调, 达到峰值时分别上升了6.8倍和2.9倍。此外, LcHIF-1α在大黄鱼的3种免疫细胞(中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞)中也都有表达, 在中性粒细胞和巨噬细胞中的表达量相对较高; 在脂多糖(LPS)诱导后, 中性粒细胞和巨噬细胞中LcHIF-1α的表达量显著增加, 峰值分别是对照组的2.6倍和1.8倍, 这些结果表明LcHIF-1α可能参与调控大黄鱼抗细菌免疫应答。     

香鱼(Plecoglossus altivelis)NFκB抑制因子α基因PaIκBα克隆及表达

核转录因子κB抑制因子α(IκBα)是NFκB/IκB信号传导通路的重要成员,参与机体抗细菌感染等多种免疫反应,可通过蛋白质间的相互作用结合核转录因子NFκB,从而调控生物体多种免疫基因表达。该研究采用RACE技术从香鱼中克隆得到核转录因子κB抑制因子PaIκBα基因的cDNA全长序列(1341bp,GenBank Accession No.JN801027),开放阅读框ORF为936bp,编码311个氨基酸,5’非编码区为64bp,3’非编码区为341bp。生物信息学分析表明,香鱼IκBα蛋白的序列中包含5个保守的锚蛋白重复序列,N末端含有信号诱导蛋白,C末端含有PEST序列。同源性比对结果表明,香鱼IκBα蛋白与胡瓜鱼IκBα的同源性最高,为95%;其次是大西洋鲑、虹鳟、尼罗罗非鱼和鳜鱼等,同源性分别为76%、75%、70%和68%。系统进化树分析表明,香鱼IκBα蛋白与胡瓜鱼、虹鳟、尼罗罗非鱼、鳜鱼和大西洋鲑等亲缘关系最近。RT-PCR分析表明,PaIκBα基因在香鱼肝脏、肾脏、脾脏和鳃中表达水平较高,其次是肠、脑和肌肉,在心脏中表达极少。嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophil)感染香鱼后,PaIκBα基因表达增强,感染24h达最大值,表明PaIκBα基因在香鱼受到嗜水气单胞菌刺激的免疫过程中可能发挥着重要作用。     

家蝇蛹甘露糖结合凝集素的结构及免疫调节作用

分析了一种分子量为24 kDa,具有免疫活性的新型家蝇蛹甘露糖结合凝集素(MBL-1)的结构,为深入研究其结构与功能之间的关系提供依据.首先通过凝胶电泳及Schiff's染色确定此新型家蝇蛹凝集素具有糖链结构.通过β-消除反应、红外光谱、原子力显微镜和蛋白N端测序仪对其结构进行分析.结果表明MBL-1是一种存在N-糖苷键,蛋白含量为97.20％、糖含量为2.55％,直径60～100 nm的椭球状蛋白单体,肽链N-端封闭.MTT实验证明MBL-1可以明显促进巨噬细胞的增殖且具有浓度依赖性,扫描电镜观察结果表明,MBL-1作用后的巨噬细胞形态呈现活化状态.可见,分离纯化出的MBL-1是一种具有明显的免疫调节活性的新型凝集素,为开发天然免疫增强剂和进一步分析其结构及其作用机制提供了参考.     

阻断Kv1.3和K_(Ca)3.1钾通道对单核/巨噬细胞增殖和趋化功能的影响

电压门控钾通道Kv1.3和钙激活钾通道KCa3.1是单核/巨噬细胞上的两种钾通道。本文旨在研究阻断Kv1.3和KCa3.1钾通道对于单核/巨噬细胞增殖和趋化功能的影响。用趋化实验检测单核/巨噬细胞对Ly-6Chi单核细胞(炎症型单核细胞)的趋化作用,用CCK8试剂盒检测单核/巨噬细胞的增殖情况,用ELISA法检测趋化因子CCL7的浓度变化,用趋化实验检测趋化因子CCL2和CCL7对炎症型单核细胞的趋化作用。结果显示,结果显示,分别用KCa3.1特异性阻断剂TRAM-34和Kv1.3强效阻断剂Sh K阻断这两种钾离子通道后,单核/巨噬细胞对Ly-6Chi单核细胞的趋化能力降低;Sh K使单核/巨噬细胞增殖受到显著抑制。用TRAM-34和Sh K孵育过的Ly-6Chi单核细胞对CCL2的敏感性下降。以上结果提示,Kv1.3和KCa3.1钾通道在单核/巨噬细胞活化、增殖和趋化过程起重要作用,这两种钾通道有望成为自身免疫性疾病和急性心肌梗死后心肌重塑调节的靶点。