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白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)在细胞分化、增殖、迁移和凋亡中都发挥着重要的作用,是一个多功能的细胞因子。当机体受到胞外病原体刺激或机体组织器官发生炎症时,IL-6能快速诱导炎症因子的产生以增强炎症反应,从而清除病原体和坏死组织细胞。在硬骨鱼中,IL-6的功能研究较为缺乏,特别是它的免疫调节机理方面。因与哺乳动物免疫器官的解剖学差异及下游因子STAT3具有多个剪接异构体,使得硬骨鱼IL-6发挥免疫调节功能的机制更加具有独特性。本论文以草鱼为模型,以重组表达的草鱼IL-6蛋白为工具,针对IL-6在硬骨鱼特有的免疫器官头肾中的免疫效应和作用机理展开了研究和讨论。首先,采用大肠杆菌原核表达系统诱导表达纯化获得重组草鱼IL-6蛋白,并分别在草鱼头肾白细胞(HKL)和草鱼肾细胞系(CIK)中通过检测该蛋白对其下游经典靶基因细胞因子信号转导抑制因子(SOCS3)表达的调节以验证其活性。在此基础上,本文发现草鱼IL-6在HKL中对4种STAT3剪接异构体(STAT3α1,STAT3α2,STAT3β1和STAT3β2)mRNA表达水平的调节存在差异。这不仅进一步验证了重组草鱼IL-6蛋白的活性,也提示STAT3的4个剪接异构体在介导草鱼IL-6下游信号通路中扮演的角色有所不同。而后,用该重组IL-6蛋白刺激HKL,发现它能显著诱导HKL中促炎因子IL-1β、IL-8以及IL-6自身mRNA的表达;并且,STAT3信号通路参与了IL-6蛋白对这些促炎因子基因表达的调控。另外,IL-6对IL-1β基因表达的诱导作用也需要ERK信号通路参与。有意思的是,草鱼IL-6蛋白不仅能提高促炎因子mRNA的表达水平,也能调节HKL中抑炎因子IL-10mRNA的表达水平。结果显示,IL-6处理3 h时显著上调IL-10 mRNA的表达水平,处理24 h时则下调其表达;通过用RNA合成抑制剂放线菌素D与草鱼IL-6蛋白对HKL进行共处理,发现草鱼IL-6并不影响IL-10 mRNA的胞内半衰期;在HKL中,利用STAT3抑制剂,我们发现IL-6对IL-10 mRNA的调节作用也需要STAT3的参与;而荧光素酶报告基因实验证明草鱼IL-6能提高IL-10基因启动子的活性,暗示草鱼IL-6可直接调控IL-10基因启动子活性从而影响IL-10 m RNA的水平;进一步的实验发现,STAT3α2的持续性激活能增强IL-10基因启动子的活性,而STAT3α1的持续性激活则能抑制IL-10基因启动子的活性,这也暗示草鱼IL-6在调控IL-10 mRNA表达的时空差异有可能是由于IL-6激活了下游STAT3不同的剪接异构体所致。本研究首次发现了硬骨鱼中IL-6通过STAT3信号通路不仅能调控HKL中促炎因子基因表达,也能在不同时间上调或抑制抑炎因子IL-10基因的表达,揭示了IL-6在鱼类炎症免疫调控中的多功能效应,为比较硬骨鱼与哺乳动物炎症调控的差异提供了新的知识和线索。