文蛤含 C1q 结构域蛋白参与抗病原体感染免疫防御的研究

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Fish & Shellfish Immunology 4.1

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  为探究双壳类免疫调控机制,研究人员对文蛤(Scapharca subcrenata)中含 C1q 结构域蛋白基因SsC1qDC1展开研究。发现其受副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)诱导表达,沉默后影响免疫基因表达及血细胞功能,揭示其在免疫防御中具重要作用。

  
在神秘的海洋生物世界里,双壳类动物如文蛤,虽看似柔弱,却需在充满病原体的海洋环境中生存。然而,目前关于双壳类动物免疫调控机制的研究相对较少,尤其是其如何通过体内的蛋白质分子抵御病原体感染仍是未解之谜。为了填补这一研究空白,深入了解双壳类动物的免疫防御机制,来自中国的研究人员开展了相关研究,该研究成果发表在《Fish》上。

研究人员以中国重要的经济双壳类动物文蛤(Scapharca subcrenata)为研究对象,针对 C1q 结构域蛋白(C1q domain-containing proteins, C1qDCs)在免疫防御中的作用展开研究。C1qDCs 是一类含有一个或多个球形 C1q(globular C1q, gC1q)结构域的蛋白家族,在多种生物的免疫反应中发挥着关键作用,但在双壳类中的具体免疫调控机制尚不明确。

研究人员通过快速扩增 cDNA 末端(RACE)和聚合酶链反应(PCR)技术,从文蛤中成功克隆出一个具有典型 C1q 结构域的基因,命名为SsC1qDC1,并对其在抗病原体感染中的潜在免疫反应进行了表征。

研究中用到的主要关键技术方法包括:利用 RACE 和 PCR 技术克隆基因;通过实时定量 PCR 检测基因在不同组织和发育阶段的表达情况;采用 RNA 干扰(RNAi)技术沉默SsC1qDC1基因,分析其对免疫相关基因表达的影响;检测血细胞的吞噬率、总数以及凋亡水平;观察文蛤在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)感染后的死亡率变化等。样本来自山东烟台养殖农场的健康文蛤。

分子特征及组织表达分析


研究发现,SsC1qDC1的全长 cDNA 序列为 870 bp,编码 259 个氨基酸的肽链,具有 N 端信号肽,预测成熟蛋白的分子量为 29.64 kDa,等电点为 9.7。序列分析表明,与其他双壳类的 C1qDCs 相比,SsC1qDC1 并不保守。SsC1qDC1在文蛤的所有检测组织中均有表达,在肝胰腺、外套膜和鳃中的表达水平较高。此外,从卵到原肠胚阶段,SsC1qDC1的表达显著增加。

病原体感染后的表达变化


当文蛤受到副溶血弧菌挑战后,SsC1qDC1的表达显著增加,表明该基因可能参与了对细菌感染的免疫应答。

RNA 干扰实验结果


RNA 干扰介导的SsC1qDC1敲低显著抑制了母源免疫相关基因(Vg、溶菌酶(Lysozyme)、DscamTEP、补体C3C1qDC3)的表达,同时显著增强了酚氧化酶激活因子PAF3的表达。此外,与对照组相比,在副溶血弧菌感染后,SsC1qDC1沉默的文蛤血细胞吞噬率和总数显著降低,死亡率和血细胞凋亡水平显著增加。

研究结论表明,SsC1qDC1在文蛤抵御病原体感染的免疫防御中起着关键作用。其通过调控母源免疫相关基因的表达、影响血细胞的功能(如吞噬作用和凋亡)等途径,参与文蛤的免疫应答过程。该研究不仅为深入理解双壳类动物的免疫调控机制提供了新的见解,也为文蛤等经济贝类的病害防治提供了潜在的靶点和理论依据,有助于解决因病原体感染导致的文蛤大规模死亡问题,对保护海洋渔业资源和促进水产养殖业的健康发展具有重要意义。

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