编辑推荐:
为探究石鲽(Pseudopleuronectes yokohamae)补体系统在免疫中的作用,研究人员对石鲽PyC1qA 进行研究。发现其在免疫中作用重要,可结合病原体、增强血清杀菌力等。该研究为水产养殖病害防控提供理论依据。
在神秘的海洋世界里,石鲽(
Pseudopleuronectes yokohamae)静静栖息于海底。然而,近年来,环境恶化与过度捕捞让它们的生存面临挑战,同时,病害问题也日益严重。补体系统在生物抵御细菌入侵、连接先天免疫与适应性免疫中至关重要,其中 C1q 作为补体系统起始元件 C1 复合物的关键部分,一直是免疫学研究的焦点。在鱼类中,虽然对部分鱼类 C1qA 已有研究,但石鲽的 C1qA 却还是一片未知领域。为了深入了解石鲽的免疫机制,为水产养殖病害防控找到新方向,大连海洋大学的研究人员开启了对石鲽 C1qA 的探索之旅。
研究人员从石鲽中首次成功鉴定出
PyC1qA,通过一系列实验,发现
PyC1qA 在石鲽免疫中扮演着多面手的角色。它不仅能与多种鱼类病原体结合,还能显著增强鱼血清的溶血和杀菌能力。在体内实验中,
PyC1qA 还展现出抑制病原体在免疫相关组织中增殖的强大实力。此外,研究还证实了
PyC1qA 与 IgM 存在特异性相互作用,表明其可通过经典补体途径调节体液免疫。这项研究首次揭示了石鲽 C1qA 蛋白的分子和功能特征,极大地拓展了人们对鱼类补体系统免疫防御的认知,为水产养殖病害的防控提供了重要的理论基础,若能将研究成果进一步转化应用,有望为石鲽养殖产业带来新的生机,助力其摆脱病害困扰。该论文发表在《Developmental 》。
研究主要运用了以下关键技术方法:从市场采集石鲽样本,在实验室进行驯化;对石鲽
PyC1qA 进行基因测序,获取其 cDNA 序列;通过生物信息学手段预测蛋白理化性质和二级结构;开展病原体刺激实验,检测不同组织中
PyC1qA 的表达变化;进行重组蛋白制备、结合实验、溶血和杀菌实验、免疫共沉淀实验以及体内感染实验等,探究
PyC1qA 的功能 。
PyC1qA 序列特征和蛋白质结构
研究人员测定了石鲽PyC1qA的 cDNA 序列,其长度为 1216bp,开放阅读框(ORF)为 753bp,可编码 250 个氨基酸残基。经分析,PyC1qA的不稳定指数小于 40,理论等电点大于 7,脂质指数低且半衰期长,表明它是一种稳定的碱性蛋白。
组织表达分析
研究人员对石鲽进行病原体刺激实验,检测PyC1qA 在不同组织中的表达情况。结果发现,PyC1qA 在皮肤中高表达,且在受到病原体刺激后,多个免疫相关组织中的表达呈现动态变化,这暗示着它在石鲽的体液免疫中发挥着重要作用。
功能研究
通过制备重组PyC1qA(rPyC1qA),研究人员开展了一系列功能实验。发现 rPyC1qA 能够与多种鱼类病原体结合,显著增强鱼血清的溶血和杀菌能力。免疫共沉淀实验进一步证实了PyC1qA 与 IgM 之间存在特异性相互作用,表明PyC1qA 可通过经典补体途径调节体液免疫。此外,体内实验显示,rPyC1qA 能够抑制病原体在免疫相关组织中的增殖,展现出潜在的抗感染能力。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次系统地阐述了石鲽PyC1qA 的分子特征、组织表达和功能特性。PyC1qA 的氨基酸序列包含信号肽、胶原样区域和球状头部结构,这与已知的鱼类和哺乳动物 C1qA 蛋白特征相符。通过三维结构建模,还进一步明确了其结构特点。在免疫功能方面,PyC1qA 通过与病原体结合、激活补体系统以及与免疫球蛋白相互作用,在鱼类免疫中发挥着多种重要功能。这一研究成果为深入理解鱼类补体系统在免疫防御中的作用提供了新的视角,也为水产养殖病害的防控开辟了新的理论方向,未来可在此基础上进一步探索PyC1qA 在鱼类免疫反应中的具体机制和潜在应用。