为研究白细胞介素21(IL-21)及其受体IL-21R在鱼类抵御病原菌的免疫应答过程中的作用及在机体炎症中的分子机制,实验利用反转录PCR(RT-PCR)技术成功克隆了尼罗罗非鱼IL-21基因(OnIL-21)及其受体IL-21R基因(OnIL-21R),对其进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测其mRNA的表达水平.结果显示,OnIL-21及OnIL-21R的开放阅读框分别为420 bp和1548 bp,分别编码139和515个氨基酸.经氨基酸序列预测分析,OnIL-21为分泌型蛋白,具有多个保守的磷酸化位点和一个Ig-like结构域;而OnIL-21R是跨膜蛋白,具有典型的γ-c链,氨基酸序列都具有多个保守的磷酸化位点和糖基化位点.系统进化树结果表明,IL-21与IL-21R的氨基酸序列在物种进化过程中具有一定的保守性,尼罗罗非鱼IL-21和IL-21R的氨基酸序列均与斑马拟丽鱼IL-21和IL-21R的亲缘关系最近.组织差异性表达分析发现,OnIL-21及OnIL-21R在健康尼罗罗非鱼的多种组织中均有表达,但具有明显的组织差异性.OnIL-21在皮肤和心脏组织中表达量较高,在肌肉中较低;而OnIL-21R在鳃和脾脏组织中表达量最高,在肌肉中最低.无乳链球菌和嗜水气单胞菌体内感染和体外刺激白细胞后,头肾和脾脏中OnIL-21和OnIL-21R表达量均呈现显著上调,并在72 h内维持较高的表达水平,说明OnIL-21和OnIL-21R可能参与尼罗罗非鱼病原菌感染的免疫应答过程.此外,重组蛋白(r)OnIL-21刺激脾脏白细胞后,OnIL-21R和炎症相关因子基因(IL-1β、TNF-α、IFN-γ、IL-6和IL-10)的表达均发生显著上调,表明OnIL-21可调控其受体基因OnIL-21R的表达及参与调控机体的炎症反应.上述研究结果阐述了尼罗罗非鱼IL-21与IL-21R的分子生物学特征,并初步阐明了二者参与机体病原菌感染的免疫应答过程,为进一步探究IL-21通过其受体IL-21R调控机体免疫反应的作用机制和信号通路提供了重要参考.

尼罗罗非鱼;IL-21;IL-21R;基因克隆;免疫应答

华南师范大学生命科学学院,现代水产养殖科学与工程研究院,广东省水产健康安全养殖重点实验室,广东广州 510631

[1]李兰;高阿龙;陈建林;雷阳;吴丽婷;叶剑敏-.尼罗罗非鱼白细胞介素21基因(OnIL-21)及其受体基因(OnIL-21R)克隆及表达分析)[J].水产学报,2022(11):2038-2052

OnIL

尼罗罗非鱼,鱼白,21R,表达分析,鱼类,免疫应答,机体炎症,生物信息学分析,qRT,开放阅读框,bp,分别编,氨基酸序列,序列预测,预测分析,分泌型蛋白,磷酸化,Ig,like,结构域,跨膜蛋白,糖基化位点,系统进化树,物种进化,保守性,斑马,亲缘关系,组织差异性,差异性表达,心脏组织,组织中表达,脾脏,无乳链球菌,嗜水气单胞菌,菌体,头肾,鱼病,病原菌感染,重组蛋白,炎症相关因子,IFN,可调控,分子生物学特征,机体免疫,免疫反应,基因克隆

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