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免疫系统包括天然免疫和适应性免疫。天然免疫反应主要是指模式识别受体(pattern recognition receptors，PRRs)对病原微生物模式相关分子(pathogen-associated molecular patterns，P4MPs)的识别，包括Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)，NOD-like受体及RNA Helicase为代表的胞外和胞内受体，参与NF-κB及IFN-β激活的信号通路，引起机体的炎症反应和抗病毒反应。TLRs作为重要的PRRs，主要识别病原微生物表面高度保守的分子结构，包括革兰氏阴性菌(G-)的脂多糖(LPS)，革兰氏阳性菌(G+)的肽聚糖(PGN)和脂磷壁酸(LTA)，非甲基化DAN(CpG)序列，病毒双股RNA(dsRNA)以及凋亡细胞表面的磷脂酰丝氨酸等。先天性免疫系统在识别病毒的感染和激活体内抗病毒免疫反应中扮演关键角色，TLR3，TLR7和TLR9分别识别病毒dsRNA，ssRNA及基因组非甲基化的DNA。在细胞质内，由维甲酸诱导基因Ⅰ(retinoic acid inducible geneⅠ，RIG-Ⅰ)和黑色素瘤相关基因-5(melanoma differentiation-associated gene5，MDA5)识别病毒dsRNA，通过下游的线粒体抗病毒蛋白分子(Mitochondrial antiviral protein，MAVS)传导信号，产生促炎症因子和Ⅰ型干扰素。
现已在斑马鱼中已发现了24个不同的TLR基因，包括与人类10个TLR同源的基因以及鱼类所特有的TLR21和TLR22，而且鱼类中也已经发现了强大的干扰素系统，但相应的RLHs受体及其下游接头蛋白分子的功能却鲜为人知。相关生物信息和进化分析RIG-Ⅰ与MDA5关键结构域的排列进化模式(CARD1-CARD2-helicase-DEAD/DEAH)，表明从低等生物到高等哺乳类中都保守地存在MDA5分子或其祖先形式，而完整的RIG-Ⅰ介导的信号通路似乎源于近期的四足动物，甚至是哺乳类。
我们克隆了斑马鱼三个Toll样受体基因(zfTLR5a,zfTLR5b和zfTLR22)，与红鳍东方豚(Torafugu,fu)和虹鳟鱼(Rainbow trout，rt)的TLR5不同的是，斑马鱼中未发现可溶性形式的TLR5，而且进化树分析显示了斑马鱼独立的进化模式，所以特定选择压力可能赋予了斑马鱼的TLR5不同的识别机制和功能。利用定量PCR检测zfTLR5a，zfTLR5b及zfTLR22的表达变化，发现zfTLR5a,zfTLR5b和zfTLR22主要高量表达在免疫相关组织中，如，脾、肠及肝脏中。在正常生理状态下，zfTLR5a比zfTLR5b表达量高，而在腹腔注射金黄色葡萄球菌(S.aureus)，鳗弧菌(V.anguillaruma)及LPS，LTA，poly(I∶C)，FlagA等组分的条件下，ztTLR5b表现出更强烈的变化，这说明了它们可能是很重要的免疫相关基因，而且zfTLR5b似乎担当了更主要的角色。在人293T细胞中，过表达zfTLR5a，zfTLR5b和ztTLR22全长基因表达载体，结果发现它们均能激活NF-κB响应启动子。令人惊讶的是，三个基因也同时能激活人干扰素启动子报告基因表达。
在dsRNA和病毒感染引起的免疫反应过程中，FAS死亡结构域相关蛋白(FAS-associated death domain-containing protein，FADD)能够激活Ⅰ型干扰素的产生，而且FADD是MAVS下游激活的响应分子。我们克隆了RIG-Ⅰ/MDA5-MAVS信号通路下游的关键接头分子zfMAVS和zfFADD。通过定量分析在病原菌级纯组分刺激条件下MAVS mRNA的表达变化，发现MAVS的mRNA在金黄色葡萄球菌刺激下有变化，而且在LPS刺激后的18小时也有近30倍的上调。通过进一步的蛋白序列分析，zfMAVS虽然有所谓的CRAD结构域，但却缺乏中间的Pro-rich区，而且此区间及跨膜区前都缺失了TRAF6或TRAF3的结合基序。初步功能实验表明zfFADD以效剂量依赖性的方式激活NF-kB，对IFN-β也有激活。所以，对于斑马鱼MAVS及其下游信号传递的分子的功能和作用方式的研究显得尤为重要，而且通过研究下游激活什么效应分子及激活的机制，可以帮助我们解释上游病毒核酸识别受体缺失的原因，或者其上游存在其它的受体，如鱼类丰富多样的TLRs，因为相关研究也发现MAVS与TRIF之间有相互的作用，且参与了某些病毒引起的依赖于TLR3的抗病毒免疫反应。
综上所述，我们的研究工作取得了斑马鱼天然免疫研究的有意义的发现。对于斑马鱼的天然免疫系统有了进一步的认识，而且通过比较斑马鱼和高等脊椎动物的免疫系统的异同，也为脊椎动物天然免疫进化研究奠定了基础。