摘要
团头鲂(Megalobrama amblycephala)是我国本土一种重要的草食性经济鱼类,随着团头鲂养殖业规模的快速发展与养殖密度不断增大,加之养殖环境持续恶化,其病害问题日益突出,造成巨大的经济损失。然而疾病的防治对于保持鱼体健康并提升经济效益至关重要。C型凝集素(C-type lectin,CTL)是一类具有C型凝集素结构域(C-type lectin domain,CTLD)的蛋白质,是一种重要的模式识别受体(Pattern recognition receptor,PRR),通过 CTLD 能够特异性识别并结合细菌表面的糖蛋白或糖基复合物,即病原体相关分子模式(Pathogen-associated molecular pattern,PAMP),在天然免疫中发挥重要作用。 目的:充分了解CTL的结构与免疫功能,能帮助我们更加全面地了解鱼类的先天免疫,为解决鱼类病害防治问题提供理论基础。目前,已有一些鱼类CTL相关报道,但在团头鲂中没有相关研究。 方法:本研究基于团头鲂肝组织转录组数据中筛选到的CTL基因(命名为MaCTL),并对该基因进行了克隆、鉴定和生物信息学分析;采用实时荧光定量技术(qRT-PCR)检测MaCTL在不同正常组织中的表达量和鱼体经免疫刺激后的时空表达模式。在体外通过原核诱导表达MaCTL蛋白,命名为rMaCTL,探究其对糖类(D-葡萄糖、蔗糖、脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)和肽聚糖(Peptidoglycan,PGN))和细菌(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鳗弧菌、创伤弧菌和嗜水气单胞菌)的结合作用,以及对细菌的凝集作用和抑制其生长活性的作用。 结果:MaCTL的开放阅读框(Openreading frame,ORF)长为573bp,编码一个长为190个氨基酸(Amino acid,aa)的蛋白质,包含一个长23个氨基酸残基(1-23 aa)的信号肽。拥有一个典型的长133氨基酸残基(45-178 aa)的CTLD结构域,其中含有碳水化合物特异性结合所必需的保守WND/EPN基序和四个保守半胱氨酸位点。qRT-PCR分析显示,MaCTL在心脏、肝脏、脾脏、肾脏、头肾、鳃、肠和肌肉等组织中广泛表达,其中在脾脏、肝脏和肌肉中的表达量较高。经过LPS刺激和嗜水气单胞菌感染鱼体后,脾脏中MaCTL的表达显著升高,分别在6 h和9 h达到峰值,提示其与天然免疫反应有关。在体外使用原核诱导的方式,成功诱导纯化出rMaCTL蛋白,大小与预测大小一致,总蛋白大小为45 kDa,由19kDa的目的蛋白和26 kDa的GST标签蛋白组成。rMaCTL以Ca2+依赖的方式显著凝集革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)和五种革兰氏阴性菌(大肠杆菌、鳗弧菌、创伤弧菌和嗜水气单胞菌)。此外,rMaCTL对这5种细菌(大肠杆菌、鳗弧菌、创伤弧菌、嗜水气单胞菌与金黄色葡萄球菌)和4种碳水化合物(D-葡萄糖、蔗糖、LPS和PGN)均有结合作用,且能抑制嗜水气单胞菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长活性。 结论:本研究的结果证实从团头鲂中鉴定出的MaCTL是一种典型的CTL,可以作为PPR识别并结合PAMP,且对几种不同的病原体具有凝集和抗菌效果,在团头鲂的先天免疫应答中发挥关键作用。研究结果为深入了解团头鲂的先天免疫防御机制提供前期基础,为团头鲂细菌性败血症的预防与治疗提供理论支撑。