H5N1亚型禽流感病毒感染与非感染鸡和鸭IgLV遗传多样性研究

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禽流感病毒(Avian Influenza Virues,AIV)的爆发和流行给人类和家禽业都带来了巨大危害,人们发现鸡和鸭对于相同的禽流感病毒具有不同的致病性,大量的研究多集中在流感病毒的进化、宿主适应性和疫苗研制上,使该病的防治未能达到很好的效果。本研究从宿主角度出发,研究两种家禽针对禽流感产生的特异性抗体的轻链可变区,了解正常状态下和感染状态下鸡和鸭分别产生的特异抗体谱,寻找特异抗体的结构重组趋势,为该病的防治及家禽的抗体研究奠定基础。本研究利用5’ RACE技术扩增了非感染鸡和AIV感染鸡的免疫球蛋白轻链可变区(IgLV)的全长基因,分别获得了85条和73条IgLV序列。两组序列均来自同一个基因家族,序列之间的同源性大于80%。家禽的IgLV的重组主要依赖于基因转换机制。通过统计胚系(VL germLine)和25条假基因以及获得的序列之间的比对结果,发现非感染鸡和AIV感染鸡具有以下假基因的使用特征:非感染组和AIV感染组使用最多的都是psi-v5。其次,非感染组使用较多的为psi-v4和psi-v8,AIV感染组使用的较多的为psi-v14和psi-v10。非感染组没有使用的假基因是psi-v19,AIV感染组没有使用的是psi-v9和psi-v24,说明psi-v19的使用有可能是AIV特异性抗体的序列特征。氨基酸序列的比对中发现非感染组CDR1区有序列的插入,AIV感染组的氨基酸长度却比较保守;CDR2区的差异不明显;CDR3前半部分两组差别不大,从8-11位置上的AIV感染组中各组分氨基酸缺失的序列占大多数,而非感染组有多种氨基酸在此位置低水平平均分布。非感染组的CDR3氨基酸长度范围在8-14个之间,AIV组在1-15之间分布。依据序列偏好性预测AIV感染后可能的蛋白三级结构。利用同样的方法获得的47个非感染鸭和32个AIV感染鸭IgLV的全长基因。序列的同源性>70%,两组序列具有不同的使用偏好,非感染组偏好使用第10区序列,AIV感染组偏好使用第2区序列,推测2区序列是AIV感染状态下特异抗体的序列特征。分析鸭基因组序列获得了21个假基因序列,为鸭IgLV假基因的研究填补了空白。分析了AIV感染鸭和非感染鸭氨基酸的结构差异,氨基酸组成的保守性上比较,感染组在特定位点上更为保守:在CDR2中3Y,CDR3中的8Y、9V、10G、12V。在特异性上,感染组在特定位点有特殊氨基酸的组成,不同于非感染组,如CDR1中12N,CDR2中2N、4T,CDR3中4E、5G。CDR3的长度方面:AIV感染鸭在该区上只有10、11两种长度的氨基酸。非感染组氨基酸长度范围在6-12之间,AIV组在10-11之间分布。并且分布最多的均为10个氨基酸残基,最短的6个和最长的12个均出现在非感染组的序列中。并预测了感染和非感染情况下IgLV蛋白的三级结构。推测感染组该氨基酸是特异性抗体的组成成分。根据预测的蛋白的氨基酸序列,研究发现感染后的疏水性氨基酸减少,以亲水性氨基酸为主要组成成分;酪氨酸(Y),丝氨酸(S),甘氨酸(G),等氨基酸的增多有益于抗体亲和力的成熟,是病毒感染后特异性抗体氨基酸组成的特征。
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