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抗菌肽是一类从生物体中分离的小分子多肽，具有抗细菌，真菌，病毒，肿瘤和寄生虫等多种作用。由于抗菌肽来源于生物体本身，同时病原菌不易对其产生耐药性，所以被视为一种极有潜力的抗生素的替代品。Hepcidin抗菌肽是鱼类抗菌肽家族中的重要一种，鱼体内的Hepcidin更是鱼类先天免疫因子的重要组成部分。本研究运用分子生物学技术对养殖鱼类大黄鱼（Pseudosciaena crocea）Hepcidin和模式动物海水青鳝（Oryzias melastigma）Hepcidin的基因表达特性与功能进行了比较研究和探讨，主要研究成果如下：
1．克隆获得了源于海水养殖大黄鱼Hepcidin(Pc-hepc)基因序列。利用分子生物学技术从海水养殖大黄鱼鳃RNA中克隆获得了258 bp编码85个氨基酸的Pc-hepc基因的cDNA序列。通过cDNA末端快速扩增技术获得了Pc-hepccDNA5′非编码区245 bp和3′非编码区475bp的序列。从大黄鱼肝脏总DNA中克隆获得了Pc-hepc基因组DNA序列，Pc-hepe DNA由3个外显子和2个内显子组成的结构，其中外显子的大小分别为178 bp，63 bp和344 bp，两个内含子的大小分别为96 bp和176bp。同时使用反向PCR的方法克隆获得了总计1900bp的Pc-hepc DNA全序列，包含Pc-hepe DNA序列以及其上游1000 bp左右的侧翼片段。生物信息学分析表明抗菌肽Pc-hepc由信号肽，前导肽和成熟肽组成，其中信号肽切割位点为第24和第25个氨基酸残基，前导肽为35个氨基酸残基，成熟肽的预测结果为最后26个氨基酸残基，Pe-hepc为成熟肽含有8个半胱氨酸残基的Hepeidin类抗菌肽。序列比对的结果显示Pc-hepc是鱼类Hepcidin家族中的新成员(Genbank登录号：EU443734)。
2．揭示了Pc-hepc与海水青鳉Hepcidin(OM-hep) mRNA的组织器官分布和在病原诱导下的表达特性。利用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)方法以及Northern-blot等分子生物学技术检测了Pc-hepc mRNA转录本在大黄鱼体内的组织器官表达特性，结果表明Pc-hepc mRNA转录本在正常大黄鱼体内所有被检测组织器官中均有检出，Pc-hepc转录本含量在肾脏中最高为其他组织器官的数百倍，其它组织器官按检测到转录本含量减少依次为脾，肠，脑，心，鳃，肌肉，胃和肝。使用脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)刺激大黄鱼后检测Oh，3h，6h，12h，24h，48h的Pc-hepc基因转录表达的状况发现，脾中的Pc-hepc基因表达在24h出现显著性差异的约原来5倍的高表达，心脏中的Pc-hepe基因则是在12h显著被诱导高表达至对照组的3倍，而胃在48h出现了Pc-hepc基因的13倍的诱导表达差异，而肾脏中的Pc-hepc虽然没有检测到显著的诱导表达，但是始终维持在一个比其他组织器官高的表达水平。对海水青鳉Hepeidinl(OM-hepl)和Hepcidin2(OM-hep2)的mRNA转录本含量分别进行检测，OM-hepl和OM-hep2 mRNA转录本在肝，脾，性腺，肠，脑，鳃中均被检出，并且在肝脏中含量最高。OM-hepl和OM-hep2 mRNA转录本含量在海水青鳉的雌鱼和雄鱼体内并无显著性差异。免疫组织化学结果显示OM-hepl在肝脏中合成后被运送到其他各组织，在海水青鳉头肾切片中检测出强阳性信号。副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）刺激后Oh，6h，12h，24 h，48 h检测海水青鳉OM-hep mRNA的转录本含量，OM-hepl和OM-hep2均在肝和脾中被显著诱导，OM-hepl在肝脏中6h被诱导表达为正常水平的40倍，脾中12h为正常水平的20倍，OM-hep2在肝脏中12h被诱导10倍，脾中12h为正常水平的20倍。
3．研究发现OM-hepl多肽具有抗菌，抗病毒，抗肿瘤细胞的生物活性功能，同时探讨了抗菌肽OM-hepl抗菌机理。最小抑菌浓度实验结果表明OM-hepl合成肽和原核表达前体肽(Pro-OMhepl)具有抗革兰氏阳性菌活性（谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum和金黄葡萄球菌Staphylo ccocus），同时还对部分革兰氏阴性菌具有抗菌活性（大肠杆菌MC1061 Escherichia coli MC1061，志贺氏菌Shigella flexneri，荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens，嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila和施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri），对弧菌无抗性（解藻弧菌Vibrio alginolyticus和副溶血弧菌Vibrio parahaemloyticus）。PCR检测对虾白斑综合症病毒(WSSV)的极早期基因IE1结果显示，OM-hepl与WSSV共孵后具有抑制WSSV活性，抑制了WSSV病毒对红螯螯虾（C quadricarinatus）的造血干细胞( Hptcells)的侵染。将不同浓度OM-hepl（25μg/mL，50μg/mL，75μ/mL，100μg/mL）与人肝癌细胞HepG2共孵后检测肝癌细胞的增值率结果显示，OM-hepl能抑制人肝癌细胞HepG2生长繁殖活性，随着OM-hepl的浓度增加，对肿瘤细胞的增殖抑制作用增强。在不同pH值下进行的最小抑菌浓度对比和杀菌过程中检测细胞膜的完整性实验显示，OM-hepl在杀菌的过程中无法破坏细菌的细胞膜结构使改造的大肠杆菌MC1061释放荧光素酶的与菌悬液中的荧光素底物反应发光，初步推测OM-hepl多肽的抗菌可能机制与OM-hepl多肽所带的正电荷相关，同时杀菌过程的首要因素并非对细胞穿孔造成细胞膜破裂。
4．通过使用鱼类肠道菌微生物生态的检测方法，对四种养殖鱼类的肠道菌微生物生态进行了分析。使用变性梯度凝胶(DGGE)方法对四种同一养殖环境的鱼类肠道菌生态进行了分析，对DGGE电泳条带回收测序分析的结果显示，四种养殖鱼类的肠道菌组成各不相同，以厌氧和兼性厌氧细菌为主，大多细菌为不可培养细菌，还有部分肠道菌种类目前尚不为所知。从青石斑鱼(Epinephelus)的肠道菌中鉴定出的细菌包括：梭状芽胞杆菌（Clostridium），发光菌（Photobacterium），拟杆菌（Bacteroidales），梭杆菌（Cetobacterium），消化链球杆菌（Peptostreptococcus），一种巨大的共生菌（Epulopiscium）。从养殖真鲷（Pagrosomus major）的肠道菌中鉴定的肠道菌为：消化链球菌（Peptostreptococcus），梭状芽胞杆菌（Clostridia bacterium），梭杆菌（Cetobacterium）。从黑鲷（Sparus macrocephlus）中鉴定的肠道菌包括：梭杆菌（Cetobacterium），海洋斯瓦尼氏菌（Shewanella），弧菌（Vibrio ponticus），费氏弧菌（Vibrio fischeri），发光杆菌（Photobacterium）。鲈鱼(Lateolabraxjaponicus)中鉴定出的肠道菌包括：发光杆菌（Photobacterium）和螺旋菌(Brevinema andersonii).
5．研究发现抗菌肽Hepcidin产品口服灌胃至鱼体能被吸收，并对鲈肠道菌群无影响，对海水青鳉的生理指标检测显示对黑鲷机体细胞也无损伤。使用Western-blot的方法研究了灌胃表达肽Pro-OMhepl在黑鲷内被吸收到血液中的状况，在灌胃Pro-OMhepl60 min后，在血液中检出Pro-OMhcpl，90 min时也能被检测出，表明Pro-OMhepl被完整吸收至黑鲷血液中。口服Pc-hepc48 h后对肠道菌的检测结果显示，投喂Pc-hepe前和投喂Pc-hepc后鲈鱼的肠道菌群微生物生态状况分析结果基本相同：丰度，均匀度和多样性指数等参数并无差异。限制性内切酶片段长度多态性对鲈鱼肠道菌种类分型结果也显示，口服Pe-hepc后鲈鱼肠道菌的菌种组成基本无变化，口服Pc-hepc对鲈鱼肠道菌微生物生态无影响。口服Pro-OMhepl后对鱼体血清中的丙二醛(MDA)进行检测结果发现，各时间点MDA无显著性差异，灌胃Pro-OMhepl对鱼体细胞无影响。对过氧化氢酶(CAT)的检测结果显示灌胃Hepcidin后血清中CAT在60min和90min含量升高，灌胃Pro-OMhepl可能有引起机体的免疫相关反应的作用。