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尼罗罗非鱼IL-6受体(IL-6R)和糖蛋白130(Gp130)的分子功能研究

出处:水生动物健康评估公众号 作者:陈国权 水产养殖网 2020-04-06 21:53:00
今天和大家分享一篇来自《Developmental and Comparative Immunology》的文章:尼罗罗非鱼IL-6受体(IL-6R)和糖蛋白130(Gp130)的分子功能研究,引用信息如下:
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白细胞介素6(IL-6)是一种多效性细胞因子,通过与配体特异性的IL-6受体(IL-6R)和共同的信号转导受体(gp130)组成的受体系统发挥生物学功能。本研究从尼罗罗非鱼(Oreochromis Niloticus)中鉴定了OnIL-6R和Ongp130基因,并研究了它们在细菌或病毒感染以及IL-6参与的炎症反应调节中的作用。结果如下:
 
1、尼罗罗非鱼IL-6R和gp130的分子克隆及序列分析
OnIL-6R和Ongp130登录号分别为MN870641和MN870642。序列分析表明,ONIL-6R包含2019bp,编码672aa的多肽。ONIL-6R的分子量为75.91 kDa,理论等电点为5.80。OnIL-6R具有可能的信号肽、胞外区、跨膜区和胞内区。在OnIL-6R的胞外区中发现了IL-6R的保守结构特征,包括一个免疫球蛋白样(Ig-like)结构域和两个纤维连接蛋白Ⅲ(FNIII)结构域,其中第一个FNIII结构域包含WSXWS序列基序。四个半胱氨酸残基从硬骨鱼到哺乳动物都保存得很好。
Ongp130全长2679bp,编码892aa的蛋白质,分子量为100.21 kDa,理论等电点为5.63。Ongp130蛋白N-末端含有20aa的信号肽、胞外区、跨膜区和胞内区。从结构上预测,Ongp130在胞外区由一个Ig样结构域和4个FNIII结构域组成。该序列N端的第二个FNIII包含一个保守的WSXWS基序。此外,4个半胱氨酸残基在硬骨鱼和哺乳动物的gp130中高度保守。胞内区包含保守的Box-1、Box-2、Box-3、三个YXXQ基序和YSSV基序。
 
2、OnIL-6R与Ongp130的同源性及系统发育分析
OnIL-6R与Haplochromis burtoni (90.0%) 和 Maylandia zebra (89.0%)有很高的同源性,硬骨鱼IL-6Rs从两栖动物、鸟类和哺乳动物中聚集在一起,并分离出来。
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系统发育分析表明,Ongp130与其他硬骨鱼gp130聚在一起,形成了一个独立于两栖动物、鸟类和哺乳动物的分支。
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3、OnIL-6R和Ongp130在不同组织中的表达
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4、攻毒后OnIL-6R和Ongp130基因的表达模式
  OnIL-6R和Ongp130在肝(A,D)、头肾(B,E)和脾脏(C,F)中的时间表达。
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5、OnIL-6R和Ongp130在不同刺激条件下的体外表达模式
无乳链球菌(1×107CFU/mL)、Poly I:C(50μg/mL)、LPS(40μg/mL)刺激后,头肾单核/巨噬细胞(A、C)和淋巴细胞(B、D)中ONIL-6R和Ongp130mRNA的表达。
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6、(r) sOnIL-6R、(r)sOngp130和(r)OnIL-6的重组表达、纯化和western blot分析
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上图为(r)sOnIL-6R(A)、(r)sOngp130(B)和(r)OnIL-6(C)的纯化和Western blot分析。

7、(r)OnIL-6对罗非鱼淋巴细胞细胞因子mRNA表达的影响
头肾淋巴细胞诱导免疫相关基因的检测。用(r)OnIL-6(5μg/mL)、(r)Trx(5μg/mL)和PBS处理尼罗罗非鱼头肾淋巴细胞。分别于刺激后0、3、6、12、24h取材,检测IL-1β(A)、TNF-α(B)、IL-6(C)、IL-10(D)和MIF(E)的表达。
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8、可溶性(r)OnIL-6R和(r)Ongp130对OnIL-6参与的炎症反应的影响
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上图为可溶性IL-6R和gp130对IL-6诱导的IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-10和MIF表达的影响。

综上所述,本研究鉴定了尼罗罗非鱼IL-6受体系统,包括IL-6R和gp130。OnIL-6R和Ongp130具有保守的结构特征。在体内外,OnIL-6R和Ongp130的转录水平在不同的刺激条件下均显著上调。此外,纯化的(r)OnIL-6能够诱导炎症相关细胞因子的表达,可溶性OnIL-6R和可溶性Ongp130对OnIL-6诱导的炎症相关细胞因子的表达有激活或拮抗作用。综上所述,这些结果提示OnIL-6R和Ongp130可能参与了对病原感染的防御和对OnIL-6诱导的炎症反应的调节。

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