香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)水解酶基因Chhd的克隆及功能研究

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先天免疫系统作为软体动物的主要防御系统,水解酶基因在免疫防御系统中发挥重要作用,具有杀灭病原微生物、寄生虫和消除肿瘤的功能。香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)是中国华南沿海地区重要的牡蛎养殖种类,本研究以香港牡蛎为研究对象,对水解酶基因Chhd功能进行探究,通过RACE技术、实时荧光定量PCR、亚细胞定位、双荧光素酶报告基因、原核表达、Western Blot、RNA干扰方法,克隆出Chhd基因全长并探究Chhd在香港牡蛎各组织、细胞内分布,以及对相应免疫通路的激活情况、蛋白表达和对血淋巴细胞凋亡的影响。研究结果表明:1.Chhd的克隆及生物信息学分析。Chhd的全长c DNA为936 bp,由1个531 bp的开放阅读框(ORF)、1个92 bp的5’非翻译区(UTR)和1个313 bp的3’UTR组成,该ORF编码的多肽由176个氨基酸组成,蛋白质分子量为20.35 k Da,理论等电点为5.20。生物信息学分析显示,Chhd含有1个Hydrolase_2结构域,是1个疏水性的混合型蛋白质,不存在跨膜位点。系统发育树表明,Chhd与美洲牡蛎等双壳贝类的水解酶同源性较高。2.Chhd的组织分布及免疫功能。RT-PCR结果显示,Chhd在香港牡蛎组织中普遍表达,在外套膜中表达量最高。溶藻弧菌和溶血性葡萄球菌刺激后,Chhd血淋巴细胞中的表达量分别在6 h和24 h达到峰值(P<0.01)。亚细胞定位结果显示,重组p EGFP-N1-Chhd分布在HEK293T细胞的细胞质中。双荧光素酶报告基因结果显示,Chhd抑制NF-κB和p21通路的表达(P<0.05)。RNA干扰结果显示,与对照组相比,敲降Chhd显著降低了香港牡蛎血淋巴细胞的凋亡率(P<0.01),说明其参与了牡蛎先天性免疫。3.Chhd的蛋白表达。通过SDS-PAGE检测到p ET-28a-Chhd重组蛋白能够在大肠杆菌中表达,蛋白分子量在20 k Da附近。通过Western Blot检测到p ET-28a-Chhd重组蛋白和内源Chhd均能与Chhd抗体结合,在20 k Da附近有清晰条带,溶藻弧菌刺激后Chhd蛋白表达量未发生明显变化。综上,本研究通过对Chhd在香港牡蛎免疫反应中的功能进行初步验证,揭示Chhd参与先天免疫和细胞凋亡并发挥重要作用,研究结果为了解香港牡蛎的先天性免疫防御机制提供参考,并为养殖牡蛎的病害防治和抗病育种提供重要的理论与实践依据。
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