甲壳动物JAK/STAT信号通路在免疫应答中的功能与调控机制

先天免疫是宿主抵抗病原感染的第一道防线,在病原的传播和疾病的发展过程中发挥重要的作用。甲壳动物属于无脊椎动物,仅具有先天免疫,而不具备适应性免疫,其主要依靠细胞免疫和体液免疫来实现免疫防御功能,抑制病原体增殖。JAK/STAT途径是调节无脊椎动物免疫反应的主要途径之一,本文主要从细胞因子受体(Dome)、JAK酪氨酸激酶(JAK)、信号传导及转录激活因子(STAT)、调节因子的结构、在宿主体内的表达及发挥的功能等来综述在养殖甲壳动物中JAK/STAT信号通路的研究现状。目前已在对虾、螯虾和蟹等近十种甲壳动物中报道了此通路的元件,而且各元件均具有保守的典型结构域,同类元件在不同种类甲壳生物中的结构有所差异,但是功能基本相似。这些元件均被证实通过调节JAK/STAT通路的信号转导来影响抗病能力。目前仅在凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）中鉴定出JAK/STAT信号通路的所有元件,对其他甲壳动物中剩余元件的鉴定仍有必要,并且甲壳动物JAK/STAT信号通路对其他信号通路的影响还有待深入研究。通过本文希望能为该通路在甲壳动物中调控机制研究提供理论基础和参考。     

海洋贝类Toll样受体及其接头蛋白MyD88的分子进化研究

海洋贝类在长期的进化过程中具备了复杂和独特的免疫体系,为免疫防御系统的适应性进化研究提供了典型实例.目前海洋贝类天然免疫系统经典分子在后生动物演化历程中的特点尚不明确.为探究模式识别受体Toll样受体(TLR)及其接头分子髓样分化因子(MyD88)基因家族在后生动物中的进化历程,研究了32个后生动物演化代表性物种中TL...     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含新型关键识别基序DPY/WTD单结构域C型凝集素PtCTL-6的免疫功能研究

C型凝集素是一类依赖于钙离子的糖识别蛋白超家族,该家族蛋白在海洋无脊椎动物先天免疫系统中的非己识别和对病原微生物的清除过程中起重要作用。本文以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含单个糖识别域(CRD)的C型凝集素PtCTL-6为研究对象展开研究。研究表明PtCTL-6的开放阅读框(ORF)编码一条由信号肽、LDLa和CRD组成的多肽链。该C型凝集素的识别关键基序为DPY/WTD(Asp-Pro-Tyr/Trp-Thr-Asp),未见于前人研究。病原相关分子模式(PAMPs)结合活性检测结果表明:PtCTL-6重组蛋白(rPtCTL-6)能结合脂多糖(LPS)、肽聚糖(PGN)和β-葡聚糖(β-glucan),并能结合7种微生物,包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌。凝菌活性实验证明, PtCTL-6能选择性地凝集真菌毕赤酵母(Pichiapastoris)与酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)。以上结果证实PtCTL-6能作为模式识别受体参与机体对微生物的识别,并且该分子具备较广泛的免疫识别谱。最后,本文初步探索了该分子对"非己"物质的识别机制,发现PtCTL-6通过特异性的结合D-甘露糖和D-岩藻糖对"非己"物质进行识别,是一种具备新型糖结合模式的C型凝集素。     

鱼类体液免疫研究进展

同其他的脊椎动物一样 ,鱼类的免疫系统包括体液免疫和细胞免疫。鱼类的体液免疫系统还包括非特异性免疫 (主要由体液因子参与 )和特异性免疫 (主要由抗体分子参与 )两个部分。本文就近阶段鱼类体液免疫方面的重要进展作一综述。１鱼类的非特异性体液免疫鱼类的非特异性体液免疫的主要作用物质是血液或黏液中的体液因子 ,这些体液因子主要针对病原感染的早期阶段 ,是鱼类抵抗病原感染的第一防线。鱼类主要的非特异性体液因子有以下几种。１ .１溶菌酶溶菌酶是存在于许多鱼类的体表黏液、肠道黏液、血清和巨噬细胞中的一种水解酶。实验证明 ,…     

三疣梭子蟹几丁质酶基因(PtCht6)的克隆及其在免疫中的功能分析

几丁质酶(chitinase)在甲壳动物的蜕皮、消化和免疫等很多生物学过程中发挥重要功能,为深入探讨几丁质酶的免疫防御机制,本实验利用RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)PtCht6基因。该基因cDNA全长2736bp,开放阅读框(ORF)2103bp,编码700个氨基酸,具有几丁质酶GH18家族典型特征。利用实时荧光定量技术分析PtCht6在三疣梭子蟹不同组织、不同蜕皮阶段、不同病原感染以及低盐胁迫(11)下的表达特征,结果显示:PtCht6在各组织中均有表达且在肝胰腺中的表达量最高;在不同蜕皮时期的肝胰腺中,其表达量由蜕皮后期(A/B)、蜕皮间期(C)、蜕皮前期(D)依次递减(P0.05);人工感染WSSV和副溶血弧菌后.PtCht6的表达量在肝胰腺中分别于12h、72h达到最大值,在血细胞中均于12h达到最大值,且相较于对照组,整体显著上调表达(P0.05);低盐胁迫能够显著抑制该基因的表达,最高抑制73倍(P0.05)。同时发现,低盐环境下感染WSSV后,该基因达到峰值的时间明显延迟(至少延迟12h.P0.05)。该研究结果预示PtCht6作为免疫因子参与三疣梭子蟹的病原防御,且低盐胁迫在一定程度上抑制了该基因的免疫功能。     

鱼类多聚免疫球蛋白受体(pIgR)研究进展

鱼类皮肤、鳃、消化道等黏膜相关淋巴组织及其表面的黏液是鱼类抵御外界病原入侵的第一道防线,而其局部的特异性免疫应答对病原体的抵御更加重要。黏膜免疫系统以分泌型抗体(SIgs)为主要的防御因子,多聚体IgM、IgT等黏膜免疫球蛋白通过多聚免疫球蛋白受体(pIgR)介导的转胞吐作用被转运穿过黏膜上皮细胞,以SIgs形式分泌到黏膜表面,在鱼类黏膜免疫防御中发挥重要作用。硬骨鱼类pIgR研究在近年来成为日渐活跃的领域,本文综述了有关鱼类pIgR基因与结构、表达分布、功能及表达调节等方面的研究进展,有助于促进对pIgR在鱼类黏膜免疫中作用的理解。     

藻类免疫防御的研究进展

植物为了抵抗外界各种病原菌或非病原菌的刺激,形成了自身的一套免疫系统。一直以来,人们认为藻类不像高等动植物能够利用自身受体介导的免疫来防御外来病原菌的侵袭,也没有执行先天性免疫的专一细胞,藻类对于病原微生物的免疫防御更多只是机体固有结构性的化学防御,这种防御是不能调节的,但经过进一步的研究发现,藻类的防御是随时间或环境因素变化的,说明环境因子的调节是存在的,而且大量的证据显示藻类中存在病原激活的防御,并和高等动植物一样,存在着相同的第一信使和防御激活的第二信使,以及受到病原菌刺激后所激活的细胞生物学效应。这些证据说明不同藻类中也存在着先天性免疫[1]。     

栉孔扇贝Smad基因家族的表达特征和对鳗弧菌侵染的免疫应答分析

栉孔扇贝是我国海水养殖业的重要品种之一,但养殖扇贝陆续暴发大规模细菌性疾病,造成了巨大的经济损失。深入研究扇贝的免疫防御机制,是改良种质、培育抗病品系的必要措施。近年来研究发现,Smad基因可以通过调控增强子结合蛋白(CEBP/ε)来促进中性粒细胞的成熟和功能极化,在引发脊椎动物的先天免疫调节中发挥着重要的作用。然而目前对于Smad及其在免疫中的作用的研究大都集中于脊椎动物中,在海洋贝类中的研究还较为匮乏。因此,对栉孔扇贝的Smad基因家族进行了系统发生、共表达网络的构建、以及鳗弧菌侵染的免疫应答分析,以解析贝类Smad基因家族的表达调控机制和在免疫应答中的作用。结果表明,Smad3和Smad6可能在两侧对称动物的共同祖先中位于同一染色体上;栉孔扇贝Smad5与Toll样受体信号通路的关键基因协同表达;受鳗弧菌侵染后,血淋巴中的Smad5显著上调,说明Smad5基因可能通过与Toll样受体信号通路相互作用,参与了机体的免疫应答。研究结果可为深入研究贝类Smad基因在天然免疫系统中的作用提供重要参考。     

皱瘤海鞘神经递质和性类固醇激素含量与性腺发育成熟的关系

运用免疫组织化学和化学发光免疫分析方法研究了皱瘤海鞘(Styela plicata)神经递质多巴胺(DA)、5-羟色胺(5-HT)及其受体以及性类固醇激素含量与性腺发育成熟的关系.结果显示,DA和5-HT免疫活性定位在脑神经节中大小2种类型的神经细胞,DA免疫活性还定位在不同发育时期神经腺上皮细胞.5-HT受体免疫活性存在于脑神经节小型神经细胞和大生长期神经腺上皮细胞.在小生长期和大生长期性腺中均检测到DA、5-HT及其受体,提示DA和5-HT可能参与调节皱瘤海鞘的性腺发育.皱瘤海鞘为雌雄同体,化学发光免疫分析证实,海鞘性腺能够合成和分泌性类固醇激素,大生长期性腺中雄激素、孕激素和雌激素的含量分别为25.8±0.0、38.9±0.2和14.3±0.6pg/mg,提示性腺既是生殖组织也是内分泌组织.上述发现为证明尾索类海鞘可能像头索类文昌鱼一样,具有原始的生殖内分泌调控轴(脑神经节-神经腺-性腺)提供科学依据.     

赤潮异弯藻对中国对虾感染白斑综合症病毒的影响

白斑综合症病毒(white spot syndrome virus,WSSV)是近年来危害我国乃至世界对虾养殖业的主要流行病原[1-4].WSSV病毒暴发流行范围广、致病性强,自出现以来给对虾养殖业造成了巨大的损失.对虾病毒病的发生是对虾自身的健康状况、病原生物,以及环境条件等各种因素综合作用的结果,外界环境因子或者内环境的变化会引起对虾机体抵抗力下降,从而易受病原生物的感染而发病;同时病原生物的侵入又使机体免疫能力下降而更易受环境因子的胁迫导致疾病突发,因此研究环境因子对病原生物以及对虾抗病力的影响是确保养殖业健康发展的重要环节.     

香港巨牡蛎抗副溶血弧菌感染相关microRNA的筛选

香港巨牡蛎(Magallana hongkongensis,旧称Crassostrea hongkongensis)是我国华南沿海重要的经济贝类,但频发的养殖病害严重制约了香港巨牡蛎养殖业的可持续发展。作为一类重要的调控因子,microRNA(miRNA)能够对其靶基因进行转录后调控从而参与海洋动物各类生命活动过程。本研究利用高通量测序技术建立了副溶血弧菌不同诱导时间下的香港巨牡蛎鳃组织miRNA文库,并通过生物信息学分析方法挖掘与免疫调控有关的miRNA,共获得了453个已知miRNA和222个新miRNA,通过进一步筛选空白对照组/12 h病原注射组、空白对照组/24 h病原注射组、12 h病原注射组/24 h病原注射组特有的miRNA,发现多个在不同比较组间差异表达的或具有高表达水平的miRNA。其中miR-10、miR-23、miR-92、miR-100、miR-125、miR-144、miR-145、miR-146、miR-335、miR-750等已被证实参与了多种海洋动物的免疫调控过程。对差异表达miRNA靶基因的KEGG富集分析结果显示miR-411-5p、miR-445...     

利用实时荧光定量PCR法测算红螯螯虾实体组织的细胞数量

螯虾是重要的水产养殖动物,也是研究甲壳动物疾病与免疫的一个良好模型.在研究不同组织的功能及受病原感染的影响时,需要了解组织内的细胞数量.但是,目前常用的细胞计数方法仅适用于单细胞悬液,无法用于实体组织.本研究以红螯螯虾( Cherax quadricarinatus)为对象,建立了基于基因拷贝数定量分析的实体组织细胞数...     

多巴胺对凡纳滨对虾血细胞免疫作用效应途径的研究

本文通过血细胞体外培养,研究了多巴胺(DA)及多巴胺受体(DARs)拮抗剂对凡纳滨对虾血细胞信号转导通路和免疫防御效应的影响。结果表明:DA及DARs拮抗剂对凡纳滨对虾血细胞内信号通路因子(AC、PLC、cAMP、DAG、PKA、PKC)和免疫防御效应(酚氧化酶原活力、酚氧化酶活力、吞噬率及抗菌活力)影响显著(P <0.05)。在DA作用下血细胞第二信使合成酶(AC、PLC)、第二信使(cAMP、DAG)及蛋白激酶(PKA、PKC)含量显著升高;与DA处理组相比,DARs 1型拮抗剂对血细胞信号通路因子具有显著抑制作用,且表现出剂量效应,而DARs 2型拮抗剂引起AC、cAMP和PKA信号通路因子明显升高,PLC、DAG和PKC信号通路因子无显著变化。DA作用后血细胞酚氧化酶原活力、吞噬率及抗菌活力均显著降低,而胞吐酚氧化酶活力显著升高;与DA处理组相比,DARs 1型拮抗剂对血细胞上述免疫防御效应具有显著抑制作用,且呈剂量效应,而DARs 2型拮抗剂血细胞吞噬活力显著降低,而其他免疫防御效应无显著变化。混合DARs拮抗剂均与1型拮抗剂作用类似。综合上述研究结果得出,DA主要通过凡纳滨对虾膜上1型DAR激活AC-cAMP-PKA和PLC-DAG-PKC信号通路调控血细胞吞噬活力、proPO系统和免疫活性因子的胞吐,2型DARs抑制AC-cAMP-PKA信号通路,辅助调控吞噬作用。     

贻贝抗菌肽的研究进展

抗菌肽是一类广泛存在于整个生物界中的双亲性小分子碱性多肽,是生物体固有免疫的关键因子之一.自Steiner等在天蚕(Hyaophora cecropia)中发现世界上第一个抗菌肽-天蚕素(Cecropin)后,到目前为止,在各种生物中总共发现了1 200多种抗菌肽.     

许氏平鲉三种促性腺激素释放激素基因的启动子克隆及生物信息学分析

促性腺激素释放激素(GnRH)是1种在下丘脑-垂体-性腺轴(Hypothalamus-pituitary-gonad,HPG)的活动中发挥关键作用的神经激素。研究采用染色体步移方法,从许氏平鲉的肌肉组织中克隆得到GnRH1、GnRH2和GnRH3共3个基因的启动子序列,长度分别为4,3.5和2.5kb。利用在线生物信息学软件对这3个GnRH基因的启动子进行预测分析,结果表明,3个基因均存在Sp1,Oct-1,C/EBP,CREB,Pit-1,NF-1,Brn,GATA-1,USF和MyoD等转录因子的结合位点,以及糖皮质激素受体(GR),雄激素受体(AR),雌激素受体(ER),黄体酮受体(PR),视黄酸受体(RAR)和视黄醇受体(RXR)等核受体的结合位点,推测其对GnRH的调控起到关键作用。但是甲状腺激素受体(TR)和嗅觉相关的Olf-1的结合位点只在GnRH1和GnRH2基因启动子中发现,而在GnRH3中没有预测出。本研究结果表明许氏平鮋不同类型的GnRH是受不同的机制调控的,从而在生理过程中发挥着不同的作用。     

栉孔扇贝大量死亡的流行病学调查研究

2001~2003年,对养殖的栉孔扇贝进行了较系统地流行病学调查研究.以栉孔扇贝养殖集中海区长岛县亚美扇贝养殖场为定点调查和样品采集点.调查内容主要包括栉孔扇贝各养殖期的死亡率和可疑病原生物检测,同时对pH、溶解氧、温度、盐度等环境理化因子进行连续监测.调查结果显示:栉孔扇贝在养殖初期幼贝阶段死亡率较低,随后死亡率逐渐升高,至8月24日月死亡率达最高点71%.9月份以后死亡率开始下降.至10月份累积死亡率达90%以上.对环境理化因子的调查显示,pH、溶解氧、盐度的变化幅度不大,与扇贝死亡率无明显相关性;温度变化与死亡率似有一定的相关性,即高温(月平均23℃以上)可能是养殖栉孔扇贝重要的环境胁迫因子.通过对可疑致病性生物因子的调查研究及病理学观察表明,栉孔扇贝在养殖过程中可感染多种微生物,其中原核微生物类立克次体(RLO)在养殖过程各生长阶段均可检出,其感染率和感染强度与扇贝死亡率呈现一致的趋势.在病原病理检测中,发现RLO的大量感染与组织细胞严重病理损伤密切相关.在病原生物检测过程中,除RLO以外还发现有类枝原体原核生物(MLO)和类病毒(VLP)寄生.RLO的人工感染实验结果说明RLO是栉孔扇贝重要的病原菌.结合感染率和死亡率、感染强度和组织病理学的相关性以及感染实验的结果分析,认为类立克次体(RLO)可能是栉孔扇贝养殖过程中大量死亡的主要致病因子.     

马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞RNA-Seq转录组数据中补体样组分分析

补体系统在体液免疫中发挥着重要作用,是连接先天免疫和适应性免疫的枢纽。本研究基于前期转录组RNA-Seq数据检索马氏珠母贝(Pinctada fucata)补体样组分,并对其结构域及溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)刺激后的基因表达水平进行了分析。结果表明,共获得68条补体样成分unigene,分别编码14个含C1q结构域蛋白、14个凝集素蛋白、4个纤维蛋白原相关蛋白、12个丝氨酸蛋白酶、10个含硫酯键蛋白、1个末端补体分子C6、5个补体受体、1个补体因子及7个纤胶凝蛋白;结构域分析表明,马氏珠母贝补体样组分均含有相应的保守结构域,与其他贝类补体组分的研究结果基本一致;表达量分析表明,经溶藻弧菌刺激后, 68条补体样组分unigene中共有21条unigene表达上调,其中12条为模式识别受体unigene。结合牡蛎等贝类补体组分的研究结果,推测贝类已形成一个含有多种补体组分的原始补体系统,且可能以凝集素途径或替代途径行使补体的生物学功能。以上研究结果为深入了解马氏珠母贝及其他海洋无脊椎动物免疫防御机制、探讨补体系统的进化起源提供了新的依据。     

文蛤C型凝集素基因(Mm-Lec1)的克隆与表达分析

文蛤(Meretrix meretrix)是我国重要的滩涂养殖贝类,病害严重影响文蛤增养殖业,研究文蛤的免疫机制有助于解决文蛤的病害问题。C型凝集素(C-type lectin)参与先天免疫,在识别病原相关分子模式和激活体液免疫因子等方面发挥重要作用。本研究检索已构建的文蛤全长cDNA 文库,经过Blast比对得到了文蛤C型凝集素1(Mm-Lec1)基因的全长cDNA序列。Mm-Lec1序列全长586 bp,5'和3'非翻译区(UTR)的长度分别为21 bp和79 bp,开放阅读框长度为486 bp,编码161个氨基酸,分子量为18.65 kD,理论等电点为4.98。预测的氨基酸序列中含有信号肽(Met1-Ser19)、糖识别结构域(CRD)和糖结合位点(QPN)。Mm-Lec1的三级结构是紧凑型,含有β片层结构。同源性分析结果表明,Mm-Lec1与其他物种C型凝集素相似度在20%~32%;邻接法(Neighbor-Joining, NJ)进化树分析结果表明,Mm-Lec1与紫贻贝CTL 6和栉孔扇贝CTL A聚为一支。实时荧光定量分析结果显示,Mm-Lec1在文蛤鳃、肝胰腺、闭壳肌、外套膜、性腺和血细胞中均表达,其中鳃表达量最高,血细胞次之,性腺中表达量最少;在鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激实验中,6 h时Mm-Lec1在血细胞中的表达量最低,48 h表达量最高,暗示Mm-Lec1参与文蛤抵御细菌入侵的免疫过程。     

中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)丝氨酸蛋白酶同源物基因(Fc-SPH)的重组表达及活性分析

以实验室前期克隆到的中国明对虾丝氨酸蛋白酶同源物基因(Fc-SPH)(GenBank登录号:DQ318859)为基础,利用原核表达系统对Fc-SPH基因成熟肽区域进行了重组表达和纯化复性分析,并对获得的重组目的蛋白开展了抑菌活性及微生物清除功能研究。结果表明:在体外成功获得了大量有活性的对虾Fc-SPH蛋白(rFc-SPH),活性研究显示rFc-SPH对大多数受试菌种都有明显的抑制效果,并可以加速中国明对虾清除体内外源微生物的速度。作者推断Fc-SPH即可以作为一线防御应答效应物直接参与虾类的先天免疫活动而发挥作用,也可以通过调理作用促进血细胞对病原微生物的吞噬和杀灭。     

迟缓爱德华氏菌OppA蛋白的免疫原性及免疫保护分析

迟缓爱德华氏茵(Edwardsiella tarda)是水产养殖动物重要的病原茵,引起鱼类爱德华氏茵病,免疫防治是针对该病的一个有效途径.OppA是迟缓爱德华氏茵的一个寡肽透过酶组分,作者开展OppA的免疫原性及免疫保护性的研究,旨在评价其作为鱼类爱德华氏菌病疫苗候选抗原的可行性.将致病性的迟缓爱德华氏菌LSE40的o...