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白细胞介素 - 17D(IL-17D)在哺乳动物免疫中的作用已明确,但在鱼类中研究较少。研究人员对日本鲭(Scomber japonicus)的 IL-17D(SjIL-17D)展开研究,发现其在免疫反应中起关键作用,这为了解鱼类先天免疫机制提供了重要依据。
在生命的微观战场上,免疫系统是生物抵御外界病原体入侵的坚固防线。白细胞介素(ILs)作为免疫系统中的重要 “通信兵”,在免疫调节中发挥着关键作用。其中,IL-17 家族是一类重要的促炎细胞因子,参与多种免疫过程。在哺乳动物中,IL-17 的功能已被广泛研究,比如它在自身免疫性疾病和炎症性疾病中的复杂角色逐渐明晰,也成为了潜在的治疗靶点。然而,在鱼类这个庞大的生物群体中,对 IL-17 家族成员的了解还远远不够。尽管已有研究在一些鱼类中鉴定出了 IL-17 家族基因,但对于其中的 IL-17D,其在鱼类免疫中的具体功能仍像被迷雾笼罩,充满未知。
日本鲭(Scomber japonicus)是一种广泛分布于太平洋、大西洋和印度洋温带及热带海域的重要经济鱼类,在全球渔业中占据重要地位。对其免疫系统的深入研究,不仅有助于揭示鱼类免疫的奥秘,还能为水产养殖业的健康发展提供理论支持。在这样的背景下,来自未知研究机构的研究人员踏上了探索日本鲭 IL-17D 功能的征程。他们的研究成果发表在《Fish》上,为我们揭开了鱼类免疫调控的新篇章。
研究人员为了深入探究日本鲭 IL-17D(SjIL-17D)的功能,运用了多种关键技术方法。首先,通过转录组测序技术,从日本鲭的转录组文库中获取了 SjIL-17D 的 cDNA 序列。接着,利用生物信息学分析手段,对 SjIL-17D 的序列特征、分子结构、系统进化关系等进行了全面解析,为后续功能研究奠定基础。
在研究结果部分,研究人员首先对 SjIL-17D 进行了分子特征分析。SjIL-17D 的开放阅读框长 633bp,编码 210 个氨基酸,分子量约 24kDa,理论等电点为 9.92。通过序列分析发现其含有特定数量的带电氨基酸残基和硫原子,并且具备信号肽序列,这暗示着它可能在细胞间的信号传递中发挥作用。
在组织分布研究方面,研究人员发现 SjIL-17D 呈现广泛的组织分布特征。其中,在血液中的表达量最高,其次是大脑和皮肤。这表明 SjIL-17D 可能在不同组织的免疫防御中都扮演着一定角色。当日本鲭受到多聚肌苷酸 - 多聚胞苷酸(polyinosinic:polycytidylic acid)、脂多糖(LPS)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和海豚链球菌(Streptococcus iniae)等免疫刺激时,血液中的 SjIL-17D 表达显著上调,这说明它积极参与了免疫应答过程。
功能研究是本次研究的重点。研究人员制备了重组 SjIL-17D(rSjIL-17D),并将其应用于后续实验。在细胞水平实验中发现,rSjIL-17D 能够刺激鱼类细胞系中促炎细胞因子、转录因子、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)以及抗病毒反应基因的表达。这表明 rSjIL-17D 可以激活多条免疫相关信号通路,增强细胞的免疫功能。
在细胞凋亡和巨噬细胞极化研究中,rSjIL-17D 展现出独特的调节作用。它能够减轻 LPS 诱导的细胞凋亡,同时促进 M1 巨噬细胞极化。M1 型巨噬细胞具有强大的杀菌和促炎功能,rSjIL-17D 的这一作用有助于增强机体的免疫防御能力。此外,研究还发现 rSjIL-17D 能够促进伤口愈合,这对于鱼类在受到外界损伤后的修复具有重要意义。
抗病毒方面,rSjIL-17D 表现出对病毒性出血性败血症病毒的抗病毒活性。同时,它还能刺激巨噬细胞产生一氧化氮(NO),NO 作为一种重要的免疫效应分子,在抗病毒和抗菌过程中发挥关键作用。
研究结论和讨论部分,本研究成功鉴定并表征了日本鲭的 IL-17D 同源物 SjIL-17D。研究结果表明,SjIL-17D 在结构上与其他物种的 IL-17D 具有保守性,尤其是在鱼类中更为明显。其广泛的组织分布和对免疫刺激的应答模式,揭示了它在日本鲭免疫调节中的重要地位。在功能上,rSjIL-17D 参与了多种免疫过程,包括细胞凋亡调节、巨噬细胞极化、伤口愈合和抗病毒反应等,充分证明了 IL-17D 在鱼类免疫调控中的关键作用。
这项研究的意义重大。它不仅填补了鱼类 IL-17D 功能研究的空白,为深入理解鱼类先天免疫机制提供了新的视角,也为水产养殖业中鱼类疾病的防治提供了潜在的理论依据和分子靶点。未来,基于这些研究成果,有望开发出更有效的免疫增强策略,提高鱼类的抗病能力,促进水产养殖业的可持续发展。