池蝶蚌IκBα和c-Rel的分子结构特征及其相互作用与表达分析

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本研究通过RACE-PCR技术首次在淡水珍珠育珠蚌(贝)池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)中获得IκBα和c-Rel的cDNA序列,分别命名为HsIκBα和Hsc-Rel。
  HsIκBα的cDNA全长为1783bp,其开放阅读框(Open reading frame,ORF)为1083bp,编码360个氨基酸。Hsc-Rel的cDNA为2414bp,ORF为2298bp,编码765个氨基酸。通过生物信息学分析,发现HsIκBα蛋白分子量为40.08kDa,等电点为4.86,含有6个锚蛋白重复结构域(Ankyrin repeat domain,ANK),亮氨酸(Leu)含量最高,色氨酸(Trp)含量最低;Hsc-Rel蛋白分子量为86.75kDa,等电点为6.38,含有Rel结构域(Rel homology domain,RHD)和转录激活域(Transcription activation domain,TAD),丝氨酸(Ser)含量最高,色氨酸(Trp)含量最低。HsIκBα和Hsc-Rel二级结构的预测结果和三级结构的预测结果一致。同源性比对分析,表明HsIκBα同其他软体动物的同源性超过39%,Hsc-Rel同其他鱼类的同源性超过24%。系统进化树分析,HsIκBα与其他软体动物聚为一支,Hsc-Rel单独为一支,不与鱼类和哺乳动物聚为一支。
  为了探究HsIκBα、Hsc-Rel是否参与免疫应答,通过脂多糖诱导发现,在0h时,HsIκBα和Hsc-Rel在所有组织都有表达,且都在肝胰腺的表达量最高,在血细胞的表达量最低。在6h时,HsIκBα在8个组织中和Hsc-Rel在7个组织中的表达水平都出现下调;在12h时,HsIκBα在所有组织的表达水平都上调,Hsc-Rel只有血细胞、心脏、肝胰腺、肠的表达水平出现上调;在24h时,HsIκBα在所有组织都下调,Hsc-Rel都上调(肾脏除外);在36-72h,HsIκBα和Hsc-Rel部分组织的表达水平逐渐恢复到基础水平。以上结果表明,HsIκBα和Hsc-Rel随着LPS的诱导时间其表达量产生变化,从而参与免疫应答反应,且可能存在应答LPS的NF-κB通路。
  为了探究HsIκBα和Hsc-Rel-RHD之间是否相互作用,进行GSTpull-down实验和双分子荧光互补实验。GSTpull-down实验中,SDS-PAGE和westernblot的结果表明HsIκBα-ORF-GST蛋白和Hsc-Rel-RHD-His蛋白能发生相互作用。双分子荧光互补实验的结果表明HsIκBα-ORF-VC155蛋白和Hsc-Rel-RHD-VN155蛋白相互作用,从而表明HsIκBα和Hsc-Rel-RHD能发生直接的相互作用。
  为进一步探索HsIκBα对Hsc-Rel是否有调控作用,通过RNA干扰沉默HsIκBα,对Hsc-Rel产生的mRNA的变化。以HsIκBα-siRNA1188作为筛选成功的干扰链,检测HsIκBα在肝胰腺的mRNA表达水平,结果显示:HsIκBα的表达水平在第2d下降到0.60倍;第6d下降到0.50倍;第10d下降到0.39倍,表明成功干扰HsIκBα。同时,分别检测Hsc-Rel在肝胰腺的mRNA表达水平,结果显示:Hsc-Rel的表达水平在第2d上升到1.51倍;第6d上升到1.97倍;第10d上升到2.05倍。表明HsIκBα对Hsc-Rel具有负反馈调节作用。
  本研究首次在池蝶蚌中克隆并鉴定了HsIκBα、Hsc-Rel基因,通过LPS诱导实验证明HsIκBα、Hsc-Rel参与免疫应答。通过GSTpull-down和双分子荧光互补实验,证明HsIκBα和Hsc-Rel-RHD存在直接的相互作用,并且进一步通过RNA干扰实验,表明HsIκBα对Hsc-Rel具有负反馈调节作用,这对后续探究池蝶蚌中NF-κB通路的具体机制提供一定的基础。
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