黄河鲤C1qDC和CFH基因分子特征和免疫响应研究

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黄河鲤(Cyprinus carpio)是河南省重要的鱼类经济物种,近年来随着养殖密度和规模的提高,黄河鲤免疫力下降,病害频发,给我省黄河鲤养殖业的可持续发展带来巨大威胁。因此,深入研究黄河鲤免疫防御机制以有效预防和控制养殖黄河鲤病害的发生具有重要的理论和实践意义。鱼类属于低等脊椎动物,其适应性免疫尚不完善,先天性免疫在其免疫系统中占有重要位置。补体系统是先天性免疫的重要组成部分,在抵御病原感染和调节机体免疫等方面发挥不可替代的作用,因此,对于补体系统相关成分的研究将有助于我们深入理解黄河鲤的免疫防御机制。
  C1qDC(C1q-domain-containing)蛋白是指在C末端含有C1q结构域的一类蛋白,该类蛋白是重要的模式识别受体,在激活补体系统和防御病原感染过程中发挥重要的作用。为研究黄河鲤C1qDC基因对病原类似物的免疫识别特性和表达响应,本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆得到黄河鲤C1qDC基因cDNA全长序列,使用RT-qPCR检测其在黄河鲤不同组织和病原类似物刺激后的表达情况。体外检测了C1qDC蛋白对细菌的凝集活性及其与病原相关分子模式(LPS和PGN)的结合活性。结果表明C1qDC基因全长958bp,包含一个726bp的开放阅读框,编码241个氨基酸。氨基酸序列同源性比对及系统进化分析结果显示黄河鲤C1qDC基因与鲤科其它鱼类同源性最高。组织分布显示C1qDC基因在所有受检测的组织中均有表达,且以肝脏和鳃中的表达量最高。LPS和PolyI:C刺激后,C1qDC基因表达量在肝脏和脾脏中出现显著上调(p<0.05),而在头肾和体肾中显著下降(p<0.05)。细菌凝集试验显示体外表达的C1qDC蛋白对嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)具有明显的凝集活性,并且可以有效识别病原相关分子模式LPS和PGN。以上结果表明黄河鲤C1qDC基因在病原识别及免疫防御中可扮演重要角色。
  CFH(Complement factor H)蛋白作为一类重要的补体调节蛋白,在调节补体激活反应平衡和抵御病原感染过程中发挥重要作用。为研究黄河鲤补体调节蛋白CFH在抵御病原类似物感染过程中发挥的作用,本文采用RT-PCR技术从黄河鲤中克隆获得CFH基因开放阅读框序列并进行了生物信息学分析,使用RT-qPCR技术分析其在不同组织中的表达分布以及病原类似物LPS和PolyI:C处理后的表达水平变化。结果显示黄河鲤CFH基因开放阅读框为2817bp,编码939个氨基酸,氨基酸序列同源性比对及系统进化分析结果显示黄河鲤C1qDC基因与鲤科其它鱼类同源性最高。CFH基因在健康黄河鲤各组织器官中广泛分布,且在肝脏中表达量最高。病原类似物刺激后,脾脏中CFH基因的表达出现先上调后下降的趋势,在头肾和体肾中分别呈现逐渐下降和上升的趋势。以上结果表明黄河鲤CFH基因在抵抗病原感染的免疫响应中也发挥重要作用。
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