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论文解读--IRAK1和IRAK4在尼罗罗非鱼体内的分子特征、表达及功能分析

出处:水生动物健康评估公众号 作者:吴凡 水产养殖网 2020-04-06 22:58:00

今天跟大家分享一篇文章:IRAK1和IRAK4在尼罗罗非鱼体内的分子特征、表达及功能分析,文章引用信息如下:
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尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)是最重要的经济物种之一,在世界范围内广泛养殖。然而,近年来,尼罗罗非鱼养殖业受到严重的疾病影响,尤其是无乳链球菌的感染。
 
白介素-1受体相关激酶 (IRAK1)和IRAK4是关键的信号传递介质,在TLR/IL-1R介导的先天性免疫和炎症反应中发挥关键作用。

在这项研究中,研究人员首先在尼罗罗非鱼中鉴定了IRAK1和IRAK4(OnIRAK1和OnIRAK4),并检测了它们在健康成鱼体内和胚胎发育过程中的组成型表达。然后评估了OnIRAK1和OnIRAK4在无乳链球菌感染后的体内诱导表达以及LPS,Poly I:C(聚肌苷酸多聚胞苷酸),无乳链球菌和△CPS(荚膜多糖基因簇缺失菌株)的体外诱导表达。此外,构建了On IRAK1和On IRAK4重组质粒并在293T细胞中过表达,分别确定了其细胞内定位和信号转导功能。

On IRAK1和On IRAK4的cDNA和基因组序列

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图1. On IRAK1(A)和On IRAK4(B)的域组织和基因组结构的示意图

On IRAK1和On IRAK4的序列分析

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图2. 基于尼罗罗非鱼和其他脊椎动物IRAK1和IRAK4氨基酸序列推断的系统发育树

On IRAK1和On IRAK4的组织分布

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图3. 通过实时PCR确定On IRAK1和On IRAK4在健康鱼体中的组织分布

On IRAK1和On IRAK4在胚胎发育过程中的表达谱

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图4. 胚胎发育过程中On IRAK1和On IRAK4 mRNA的表达

On IRAK1和On IRAK4在无乳链球菌感染的尼罗罗非鱼组织中的表达

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图5 无乳链球菌感染后,On IRAK1和On IRAK4在肠,腮,脾,肾和血液中的表达谱

LPS,Poly I:C,WC1535和△CPS孵育NTM后On IRAK1和On IRAK4的表达

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图6. LPS,Poly I:C,无乳链球菌 WC1535和△CPS(荚膜多糖基因簇缺失菌株)感染后,尼罗罗非鱼巨噬细胞(NTM)中On IRAK1和On IRAK4的表达

荧光素酶报告基因检测

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图7. OnIRAK1和OnIRAK4在293T细胞中的过表达

OnIRAK1和OnIRAK4的亚细胞定位

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图8. OnIRAK1和OnIRAK4在293T细胞中的亚细胞定位

免疫共沉淀(Co-IP)

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图9. On IRAK1与On IRAK4的相互作用

总结:
本研究在尼罗河罗非鱼中发现了两个IRAK家族成员,IRAK1和IRAK4,它们具有保守的N端结构域,与其他鱼类和哺乳动物相似。IRAK1和IRAK4在所有检测的组织中均广泛表达,在血液中表达水平最高,在肝脏中表达水平最低。在胚胎发育过程中,从受精后第2天(dpf)到第8天(dpf),这两个基因都可以被检测到。IRAK1和IRAK4在293T细胞中的过表达表明它们都分布在细胞质中,并且可以显著增加NF-κB的活化。有趣的是,转染后,IRAK1显著上调了Myd88诱导的NF-κB激活,而IRAK4对Myd88诱导的NF-κB激活没有影响。免疫共沉淀(Co-IP)分析表明Myd88不与IRAK1或IRAK4相互作用,并且IRAK1不与IRAK4相互作用。综上所述,这些发现表明IRAK1和IRAK4可能在TLR / IL-1R信号通路和对病原体入侵的免疫反应中起重要作用。

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