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米鱼Ythdc2基因三种可变剪接异构体的鉴定及其在先天免疫应答中的功能调控机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月08日 来源:Developmental & Comparative Immunology 2.7
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本研究针对Ythdc2基因可变剪接事件在鱼类先天免疫中的调控机制尚不明确的问题,通过鉴定米鱼(Miichthys miiuy)中Ythdc2-α/β/γ三种异构体,发现仅Ythdc2-α保留m6A识别YTH结构域。LPS刺激下三异构体表达上调,通过负调控NF-κB和IRF3信号通路抑制炎症因子表达,首次揭示Ythdc2可变剪接在鱼类先天免疫中的调控作用,为RNA表观遗传修饰与免疫调控研究提供新视角。
在生命活动的精密调控网络中,RNA的可变剪接(Alternative splicing)如同一位技艺高超的剪辑师,通过不同的剪接组合让单个基因产生功能各异的蛋白质变体。这种机制在免疫系统中尤为关键——从无脊椎动物到哺乳动物,可变剪接调控的免疫相关基因往往能产生"一专多能"的异构体,如同瑞士军刀般应对复杂免疫挑战。然而,作为m6A(N6-甲基腺苷)修饰关键"阅读器"的Ythdc2基因,其可变剪接研究却长期空白。这个同时具备RNA解旋酶活性和m6A识别能力的多功能蛋白,虽然在癌症领域被广泛研究,但在免疫调控尤其是水生生物中的功能仍如"雾里看花"。
上海海洋大学的研究团队选择具有重要经济价值的米鱼(Miichthys miiuy)为模型,首次揭开了Ythdc2基因可变剪接的神秘面纱。通过转录组分析鉴定出Ythdc2-α、Ythdc2-β和Ythdc2-γ三种剪接变体,发现它们如同"三胞胎兄弟"——长相相似却各具特色:全长型的Ythdc2-α保留完整的YTH结构域(能识别m6A修饰的关键区域),而β和γ型则丢失了这个重要模块。当用细菌毒素LPS模拟感染时,三者的表达量同步攀升,暗示它们可能组成了一支应对病原入侵的"特别行动队"。
研究采用多组学联合作战策略:通过双荧光素酶报告系统捕捉NF-κB和IRF3(干扰素调节因子3)信号通路的活性变化,结合免疫荧光显像追踪蛋白定位,辅以Western blot验证表达特征。结果显示,这三种异构体均能抑制先天免疫的核心信号通路,但调控力度存在差异——就像调节音响的旋钮,有的抑制高频(促炎因子),有的调控低频(抗病毒反应)。特别值得注意的是,即便缺失YTH结构域的β和γ型,依然保持免疫调控能力,提示Ythdc2可能通过不依赖m6A的机制发挥作用。
分子机制层面,研究揭示了三个重要发现:其一,Ythdc2-α通过其YTH结构域识别m6A修饰的免疫相关mRNA,可能影响这些分子的稳定性;其二,β和γ型虽失去m6A"阅读"功能,但其保留的RNA解旋酶结构域仍可参与免疫调控;其三,三者共同构成负反馈调节环路,防止免疫应答过度激活——这种精细调控对水生生物应对复杂病原环境至关重要。
这项发表于《Developmental》的研究,不仅填补了Ythdc2基因可变剪接在非哺乳动物中的研究空白,更提出了"RNA表观遗传修饰-可变剪接-免疫稳态"三位一体的调控新范式。其发现为理解鱼类抗病机制提供了分子靶点,对水产养殖病害防控具有潜在应用价值。未来研究可进一步解析不同剪接体与m6A修饰网络的交互作用,或将为免疫相关疾病的治疗开辟新思路。
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