鸡T-box转录因子T-bet的鉴定及其在免疫应答中的调控机制研究

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Poultry Science 3.8

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  本研究针对禽类免疫调控关键因子T-bet的功能空白,首次克隆并系统解析了鸡源T-bet(chT-bet)的分子特征与免疫调控机制。研究人员通过NDV病毒感染模型和RNAi技术,发现chT-bet通过直接结合IFN-γ和IL-2启动子调控Th1/Th2免疫平衡,其T-box结构域在进化中高度保守。该研究为禽类疫苗开发和疾病防控提供了新靶点,发表于《Poultry Science》。

  

在禽类免疫学研究领域,T-box转录因子T-bet作为Th1细胞分化的关键调控因子,其功能在哺乳动物中已被充分阐明,但在缺乏淋巴结的鸟类中仍属未知。鸡作为重要的经济动物和禽流感等疾病的天然宿主,其独特的免疫器官(如法氏囊)和缺失的细胞因子(如IL-5)使免疫调控网络呈现显著差异。这种认知缺口严重制约了禽类疫苗的精准设计,特别是面对新城疫病毒(NDV)等重大疫病时,缺乏对细胞免疫应答关键节点的理解。

中国农业大学的研究人员通过整合生物信息学挖掘和实验验证,首次从白来航鸡脾脏cDNA文库中克隆获得chT-bet全长序列。系统发育分析显示,尽管其氨基酸序列与人类和小鼠同源物仅有约50%相似性,但T-box DNA结合域在脊椎动物中高度保守。通过NDV感染模型,研究人员发现病毒可显著上调脾淋巴细胞和法氏囊中chT-bet的表达,暗示其在抗病毒免疫中的核心地位。为解析调控机制,团队运用RNAi敲低、双荧光素酶报告系统和染色质免疫沉淀(ChIP)等技术,绘制出chT-bet的调控图谱。

在"系统发育和序列分析"部分,研究通过NCBI SRA数据库组装获得1611 bp的chTbx21编码序列,构建的系统进化树显示其与爬行类、哺乳类Tbx21的进化关系符合脊椎动物演化规律。T-box结构域的多序列比对揭示,尽管整体序列相似性较低,但DNA结合关键位点如第210位的精氨酸完全保守。

"表达谱分析"结果显示,chT-bet在免疫器官(脾脏、胸腺)高表达,而在脑组织中几乎检测不到。EGFP融合蛋白实验证实其严格的核定位特性,符合转录因子功能特征。值得注意的是,在"NDV感染实验"中,病毒感染12小时后淋巴细胞chT-bet mRNA水平显著升高,而法氏囊组织的免疫组化显示感染3天时阳性细胞数增加5.8倍,这种器官特异性反应暗示法氏囊可能具有独特的免疫调控功能。

"RNA干扰实验"获得突破性发现:chT-bet敲除使MSB1细胞IFN-γ表达降低67%,但意外增强IL-2蛋白分泌。这种mRNA与蛋白水平的背离现象,结合"启动子活性分析"结果,提示chT-bet对IL-2可能存在转录后调控。双荧光素酶报告系统证实,chT-bet过表达使Ifng启动子活性提升1.3倍,同时抑制Il2和Il4启动子活性32%和26%。

最关键的"ChIP验证"部分通过Flag标签和内源性抗体两种策略,证实chT-bet直接结合Ifng启动子(1.3倍富集)和第一内含子(9.8倍富集),以及Il2启动子(3.6倍富集)。de novo基序分析鉴定出核心结合序列AAGGTGTGAA,与哺乳动物T-bet识别序列一致,但侧翼序列呈现物种特异性变异。

这项研究首次绘制了禽类T-bet的免疫调控网络,揭示其通过"直接激活-间接抑制"的双轨模式平衡Th1/Th2应答。特别值得注意的是,鸡源T-bet对IL-2的独特调控方式,以及法氏囊中异常活跃的表达特征,为理解鸟类免疫进化提供了新视角。在应用层面,该发现为开发基于Th1免疫增强策略的禽用疫苗(如NDV、禽流感疫苗)提供了分子靶点,同时chT-bet作为免疫佐剂的潜在价值值得进一步探索。研究建立的chT-bet敲除模型和特异性抗体,也为后续禽类细胞免疫研究奠定了方法学基础。

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