全基因组鉴定与表达谱分析揭示了褐牙鲆（Paralichthys olivaceus）半乳糖凝集素基因家族的多样性及其在抗细菌黏膜免疫中的可能作用

《Marine Biotechnology》：Genome-wide Identification and Expression Profiling Reveal the Galectin Gene Family Diversity and their Possible Role in Antibacterial Mucosal Immunity in Japanese Flounder (Paralichthys olivaceus)

　　

摘要

半乳糖凝集素是一类特异性结合 β-半乳糖苷的蛋白质家族。它们在哺乳动物先天免疫中的重要性已有充分记载。然而，在硬骨鱼中，对半乳糖凝集素基因家族的系統鉴定和表征仍然有限。在本研究中，我们从日本黄姑鱼（Paralichthys olivaceus）基因组中鉴定了 13 个半乳糖凝集素基因（lgals2、lgals2a、lgals2b、lgals3、lgals3a、lgals3b、lgals4、lgals8、lgals8a、lgals9、grp、grp-b、grp-c），并分析了它们的组织表达以及黏膜组织（鳃、肠和皮肤）对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌感染反应中的表达。基于碳水化合物识别结构域 (CRDs)，日本黄姑鱼（P. olivaceus）的半乳糖凝集素被分为三种不同类型。系统发育和共线性分析表明，这些半乳糖凝集素与鲆鱼和斑马鱼中的同源蛋白关系密切。此外，这 13 个半乳糖凝集素的转录本广泛分布于健康鱼的所有受测组织中，并且在黏膜组织中受到发光弧菌（Vibrio anguillarum）或乳岛链球菌（Streptococcus iniae）挑战后受到调控，表明它们参与了日本黄姑鱼对细菌感染的免疫反应。两种细菌感染均显著上调了三种黏膜组织中的 lgals2a，而 lgals9 和 grp 基本在两种感染下在这些组织中下调。另一方面，lgals3b 和 lgals4 表现出细菌特异性响应表达，因为它们被 V. anguillarum 上调，而在鳃中受到 S. iniae 感染时保持稳定。我们还观察到，上调的半乳糖凝集素基因的表达水平与细菌载量呈正相关，而下调的半乳糖凝集素基因则呈负相关。这些结果表明，在日本黄姑鱼抵抗细菌感染的黏膜免疫中，半乳糖凝集素成员之间存在功能分化。