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黄姑鱼IL-10受体亚基的分子特征及其在免疫防御中的调控机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Developmental & Comparative Immunology 2.7
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本研究针对海水养殖重要经济鱼类黄姑鱼(Nibea albiflora)频繁爆发的病害问题,首次系统鉴定了其IL-10受体复合物IL-10Rα和IL-10Rβ的分子特征。研究人员通过基因克隆、表达谱分析和亚细胞定位等技术,揭示这两个受体亚基在Poly I:C和弧菌感染后的显著上调表达模式,证实其通过JAK-STAT通路参与免疫调控,为鱼类抗病育种提供了新靶点。
在海水养殖业蓬勃发展的背景下,黄姑鱼(Nibea albiflora)作为我国重要的经济鱼类,其规模化养殖却频繁遭受细菌性和病毒性疾病的威胁。这类病害不仅造成巨额经济损失,更暴露出我们对鱼类免疫防御机制认知的不足。特别是在抗炎调控领域,虽然白细胞介素-10(IL-10)已被证实是关键的免疫调节因子,但其受体系统在硬骨鱼类中的运作机制仍如"黑箱"般神秘。
浙江海洋大学的研究团队在《Developmental 》发表的最新研究中,首次揭开了黄姑鱼IL-10受体系统的神秘面纱。研究人员采用RACE技术克隆获得IL-10Rα(MZ620685.1)和IL-10Rβ(OK149228.1)的全长cDNA序列,通过生物信息学分析发现这两个受体均具有典型的Ⅱ类细胞因子受体家族特征——包含两个胞外纤连蛋白Ⅲ型(FNIII)结构域、跨膜区和胞内域。实时荧光定量PCR显示,这两个受体在健康鱼的免疫相关器官(头肾、脾脏、肾脏等)中高表达,且在Poly I:C模拟病毒感染以及副溶血弧菌、溶藻弧菌攻击后显著上调。
研究的关键突破在于:利用HEK293T细胞模型证实NaIL-10Rα能定位于细胞膜,并与NaIL-10、NaIL-10Rβ形成共定位,这为三者互作提供了直观证据。通过系统发育分析发现,黄姑鱼的IL-10受体与其他硬骨鱼类的同源蛋白聚为一支,但与哺乳动物对应蛋白明显分化,暗示其在进化过程中可能形成了独特的调控机制。
在技术方法上,研究团队从舟山西轩养殖场获取实验用鱼,采用RNAiso Plus提取组织总RNA,通过SMART RACE技术克隆受体基因全长序列。利用ExPASy工具分析蛋白理化性质,MEGA软件构建系统进化树,实时荧光定量PCR检测基因表达谱,并通过亚细胞定位实验验证蛋白的膜定位特性。
研究结果具体呈现为:
受体序列特征:NaIL-10Rα编码584个氨基酸的蛋白(pI 5.18),NaIL-10Rβ编码324个氨基酸(pI 5.37),两者均含有保守的WSXWS基序和多个糖基化位点。
表达调控模式:在弧菌感染后6-24小时,头肾中受体表达量激增8-12倍,提示其参与早期免疫应答。
系统进化分析:黄姑鱼受体与舌鳎、虹鳟等鱼类的同源蛋白相似度达65%-78%,但与人类对应蛋白仅保持约45%的一致性。
讨论部分指出,这项研究首次绘制了黄姑鱼IL-10受体系统的"分子画像",证实其通过JAK1/Tyk2-STAT3通路传导免疫信号。特别值得注意的是,受体在弧菌感染后的快速响应特征,为开发基于IL-10信号通路的病害防控策略提供了理论依据。作者Liu等强调,该发现不仅填补了硬骨鱼类抗炎调控机制的认知空白,更为海水鱼类抗病育种提供了潜在的分子标记。
这项由Wenren Mingming、Liu Yue等完成的研究,获得舟山市科技计划项目(2023C41014)和国家自然科学基金(32273162)的资助,其价值在于将基础免疫学发现与水产病害防控需求紧密结合,展现出从实验室到养殖场的转化医学潜力。正如研究者所述,解析IL-10受体系统如同获得了一把"免疫调节的钥匙",未来或可通过调控该通路,在抗感染与抗炎反应间取得平衡,实现鱼类健康养殖的"精准免疫调控"。
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