草鱼肠道免疫基因表达调控通路研究

Researchonimmunegeneexpressionregulatorypathwayingrasscarp目录摘要……………4关键词…………41前言………………51.1草鱼肠道免疫………………52研究现状……………………53免疫相关基因表达调控通路…………………63.1抗原加工呈递………………63.2NOD样受体………………63.3B细胞受体………………63.4MAPK信号通路………………63.5NF-kB信号通路………………64结论………………7参考文献………………………7致谢………………8草鱼肠道免疫基因表达调控通路研究摘要：草鱼在养殖过程中容易出现细菌性疾病导致大量死亡，给养殖带来巨大的经济损失。已有研究表明草鱼非特异免疫系统对抵抗此疾病有着重要影响，肠道是草鱼非特异免疫系统的重要免疫器官，而对肠道免疫基因的表达调控的研究还不够完善，本文对草鱼肠道免疫基因表达调控通路研究做一个概述。关键词：草鱼肠道；免疫调控；ResearchonimmunegeneexpressionregulatorypathwayingrasscarpStudent：JieYangTutor:TaoChen(CollegeofVeterinaryMedicine,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)Abstract:Grassfisharesusceptibletobacterialdiseasesduringthefarmingprocessleadingtomassmortality,causingsignificanteconomiclossestofarming.Ithasbeenshownthatthenon-specificimmunesystemofgrassfishhasanimportantinfluenceonthefightagainstthisdisease,andthegutisanimportantimmuneorganofthenon-specificimmunesystemofgrassfish,andtheresearchontheexpressionregulationofgutimmunegenesisnotcompleteenough.Keywords:Grasscarpintestinaltract;Immuneregulation;1前言草鱼（grasscarp），是我国淡水养殖渔业重要的养殖品种，有着“四大家鱼”之一的美誉ADDINNE.Ref.{DCADC0BF-1750-40A3-ACBF-1C35C6C59A87}[1]，其具有生长快速、饲料成本低、蛋白利用率高等优势，但也有抗病力差、成活率较低的缺点，在养殖过程中容易出现出血病、烂鳃病、赤血病和肠炎等导致死亡率高ADDINNE.Ref.{0073E1BA-1F8A-4F36-8397-EE8FC7F4DAED}[2]，给养殖渔业带来了严重的损失，也给可持续发展带来了极大的影响。在草鱼疾病的研究过程中我们除了提高养殖过程中的日常管理和养殖技术ADDINNE.Ref.{B62C751D-9176-4328-A4A7-8A106E8CBDAD}[3]，还可以通过增强草鱼的自身免疫能力ADDINNE.Ref.{5B18563B-92C4-499C-91E9-721B1C5C5916}[4]，提高抗病力从而扩大经济优势。1.1草鱼肠道免疫草鱼的免疫能力与其免疫系统密切相关，免疫系统又可分为特异性免疫和非特异性免疫ADDINNE.Ref.{86F0FFD9-2EAC-4521-B027-258F90EF217E}[5]，其中非特异性免疫在草鱼机体对抗病原微生物中发挥着更大的作用ADDINNE.Ref.{86A7EEAE-B1D1-4CDC-8066-2300C70DEAC0}[6]，而肠道是草鱼非特异性免疫系统里重要的免疫器官，它不仅具有强大的消化功能，还有着免疫屏障功能和结构屏障功能ADDINNE.Ref.{3530F2E1-ADF9-43C0-8EB5-77B6010B67CE}[7]，是草鱼与外界病原微生物直接接触的部位，是草鱼的第一道免疫防线。肠道免疫功能的正常运行依赖于免疫基因的表达、转录和各种相关通路的调控ADDINNE.Ref.{B68F068C-DB2D-4301-8143-65A58CFDDCEE}[8,9]，通过研究不同条件下肠道组织各差异基因的不同表达，从而验证免疫基因及其表达的信号因子与各种疾病的相关性，为鱼类的疾病研究和疾病防治奠定基础。2研究现状近些年，鱼类疾病爆发频繁，给水产养殖带来了极大的危害，使得鱼类免疫功能的研究刻不容缓，并受到国内学者的广泛关注。张学俊ADDINNE.Ref.{37FE4F79-B2FF-48B2-9B0E-0E756519C002}[10]等利用TRIzol法提取草鱼肠道总DNA，采用非均一化的Oligo-dT引物定向克隆技术构建了草鱼肠道组织的cDNA文库，并对其进行EST测序分析，得出大部分EST与营养代谢、生理学过程、细胞结构、酶活性及细胞过程有关，还存在少数与转录调节、信号传导活性以及细胞分裂分化等功能有关。张嘉俊ADDINNE.Ref.{AE7D4AF7-54AD-4DA1-A693-6D17997D2A9B}[11]对拟态弧菌双靶向核酸疫苗免疫前后的草鱼肠组织的进行了转录组差异分析，并进行关键基因的表达载体构建与表达。研究表明932个免疫相关DEGs显著富集到抗原加工呈递、NOD样受体、B细胞受体和MAPK信号通路等，并成功构建了关键免疫相关基因TAB1的表达载体。此实验对草鱼肠道免疫调控相关研究有着重要参考价值。3免疫相关基因表达调控通路研究目前研究表明与免疫相关基因调控通路有抗原加工呈递、NOD样受体、B细胞受体、MAPK信号通路等，本文将对这些通路在免疫基因表达调控的作用进行阐述。3.1抗原加工呈递抗原呈递细胞能够对异物进行识别、加工处理和抗原呈递，当外来异物入侵时，抗原呈递细胞发挥着至关重要的作用ADDINNE.Ref.{E8FE2A65-A36C-438A-ACC6-03A1B846C472}[12]。3.2NOD样受体NOD样受体通过模式识别受体（PRR）识别各种致病物质，产生免疫应答，包括有NOD1受体和NOD2受体，其中NOD1样受体识别G-细胞壁中的二氨基庚二酸，而NOD2样受体能识别所有细菌细胞壁中的胞壁酰二肽和部分完整病毒的ssRNA。NOD样受体在细菌入侵细胞后能通过NF-kB通路、MAPK通路、自噬通路、ER应激通路和适应性免疫应答通路产生相应的免疫应答ADDINNE.Ref.{756FD05F-9C53-46DC-8FA9-AD41DA102CFC}[13]。3.3B细胞受体免疫细胞能够通过表面多样化受体来实现感知外界环境和与其他细胞交流，目前对于免疫细胞受体与淋巴细胞上其他受体的分子机制的研究已经很清楚了ADDINNE.Ref.{4282A32F-5B26-451D-91CF-BEF5022B5314}[14]，主要是通过信号转导，将信号传输到细胞的特定部位，随着信号的传递到细胞核，基因表达随之改变，产生新的蛋白质，如细胞因子、细胞黏附因子等，使免疫细胞的能够正确调控并发挥免疫功能。研究表明，B细胞受体识别外界抗原并产生保护性抗体及免疫记忆的关键ADDINNE.Ref.{0FDDE0F5-4E1B-490C-9450-B3639347367F}[15]，CD40对B细胞的生长发育、激活和生殖中枢有着重要作用，CD40低活性导致免疫缺陷，而过表达则导致自身免疫及淋巴增生ADDINNE.Ref.{D733B489-F16D-4585-93AB-6537E33644D4}[16]。3.4MAPK信号通路MAPKADDINNE.Ref.{2CA0144A-C3E3-434B-8020-98FF2DB6FF12}[17]是信号从细胞表面传导至细胞核内部的重要传递者，MAPK通路包括MAPK激酶激酶、MAPK激酶、MAPK，这三种激酶依次激活，共同调节细胞生长、分化、对环境的应激适应、炎症反应等。对MAPK信号通路的研究国内外均有许多，如黄连水提物可以抑制MAPK信号通路的活化及其下游促炎性细胞的表达，起调控LPS诱导的猪肠道上皮细胞炎性反应的作用ADDINNE.Ref.{42BD87CF-E545-4AC7-AB7D-1DF994BC8882}[18]。3.5NF-kB信号通路NF-kB是一种蛋白质复合物，能够控制转录的DNA，细胞因子产生的细胞存活，其对调节感染免疫应答中有关键作用。曾发现重组草鱼TNF-α的功能活性可以通过NF-kB信号通路实现，同时TNF-α以时间和剂量依赖关系调控NF-kB信号通路中TRAF1和TRAF2的mRNA表达ADDINNE.Ref.{1AC50DE7-8EC7-4FDC-B0D3-C2CFD9002779}[19]。王海舟ADDINNE.Ref.{7B6C64EB-9843-4782-B317-6388A182AEA0}[20]研究发现草鱼的NF-kB信号通路存在且高度保守，初步表明CiPKR能够通过与CiIKKβ的结合来介导NF-kB信号通路，但尚需要进一步的研究。4结论筛选能够抵抗细菌性疾病的免疫相关基因，为预防细菌性炎症提供了理论基础，而且了解免疫基因的表达模式是探究草鱼抗疾病机制的根本立足点，同时对免疫基因调节的信号通路进行定性和定量分析，也为研究鱼类非特异性免疫能力的提高有着潜在可能。研究表明，与草鱼免疫基因调控有关的相关通路有抗原呈递、NOD样受体、B细胞受体、MAPK信号通路、NF-KB信号通路等，但对这些免疫通路在草鱼肠道免疫的研究还不够完全，还需要更多实验，作更加深入的探讨。ADDINNE.Bib参考文献[1]沈文新，程晓.草鱼生物学特点及池塘养殖技术[J].现代农业科技.2014(19):287-289.[2]林涛，方敏.浅谈草鱼“老三病”防治新办法[J].畜禽业.2017,28(08):139.[3]杨志强.池塘草鱼病害综合防控措施[J].农民致富之友.2015(15):78.[4]雷雪彬.草鱼免疫器官个体发育的组织结构和免疫细胞变化[D].上海海洋大学,2013.[5]刘峰，李家乐.草鱼免疫因子研究进展[J].上海海洋大学学报.2009,18(04):502-507.[6]RJS.Theoccurrenceandmechanismsofinnateimmunityagainstparasitesinfish.[J].Developmentalandcomparativeimmunology.2001(8-9):841-852.[7]蔡元丽.影响肠道屏障功能的因素及营养调控措施[J].齐鲁工业大学学报.2019,33(01):41-47.[8]陈永坡.饲粮中添加磷脂对幼草鱼生长和肠道免疫功能的影响及作用机制研究[D].四川农业大学,2015.[9]MagnadóttirB.Innateimmunityoffish(overview)[J].FishandShellfishImmunology.2004(2):137-151.[10]张学俊.草鱼肠道组织cDNA文库构建及部分ESTs分析[D].四川大学,2007.[11]张嘉俊.疫苗免疫前后草鱼肠组织的差异转录组学分析及关键基因的表达载体构建与表达[D].安徽农业大学,2019.[12]常好才，陆翠霞，邢达.光调控增强巨噬细胞抗原呈递的分子机制研究[Z].中国广东广州:20131.[13]林巧卫，张思，陆维祺.NOD样受体介导的信号转导通路及其与肿瘤关系的研究进展[J].中国癌症杂志.2019,29(03):223-228.[14]周小凯，徐文凯，李林杰，等.细胞受体介导的免疫信号通路研究进展[J].黑龙江畜牧兽医.2017(23):72-75.[15]沈志勋，刘思辰，曾颖玥，等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