干扰素(Interferon,IFN)系统作为非特异性免疫系统的重要组成部分,是鱼类乃至所有脊椎动物抵抗病原体微生物入侵的第一道防线。目前关于干扰素的研究主要集中在哺乳动物。2003年以来,干扰素基因在多种鱼类获得克隆,有报道表明它们可以抑制病毒的增殖。尽管如此,鱼类干扰素发挥抗病毒作用的分子机制和信号通路目前还不清楚。　　 本实验室的前期工作成功地克隆到鲫IFN(CaIFN)基因,氨基酸序列分析发现,CaIFN具有两个高度保守的半胱氨酸,属于groupl型干扰素；分子进化树分析支持这一结论。利用原核表达系统,制备了纯化的、具有生物学活性的重组干扰素(rIFN),免疫小鼠获得了抗鲫IFN蛋白的多克隆抗体。用rIFN直接处NCAB细胞或在CAB细胞中过量表达IFN,都能诱导细胞关键ISGs的表达,如TLR3、STAT1、IRF、Mx等,从而建立宿主细胞的抗病毒状态。向细胞加入抗IFN蛋白的多克隆抗体,能显著抑制rIFN诱导的细胞ISGs基因的表达和抗病毒状态的形成。以上结果表明,鱼类干扰素基因通过调控一系列ISGs的表达来建立宿主的抗病毒状态。　　 对PolyⅠ:C诱导宿主细胞建立抗病毒状态的机制进行了研究。瞬时转染PolyⅠ:C可以诱导细胞建立抗病毒状态,抑制病毒在细胞中的复制。基因表达分析揭示关键ISGs表达上调。向细胞中加入抗IFN蛋白的多克隆抗体不仅可以阻断PolyⅠ:C诱导的ISGs的表达,而且抑制PolyⅠ:C诱导的细胞保护作用。以上结果证实PolyⅠ:C诱导的抗病毒作用首先需要细胞合成IFN,产生的IFN再诱导ISGs的表达,从而建立宿主细胞的抗病毒状态。　　 进一步研究了鱼类IFN发挥抗病毒作用的信号通路。在过量表达CaIFN或直接用rIFN处理的细胞中,转染Statl野生型质粒能诱导ISRE载体荧光素酶活性的增加、抑制病毒能力增强、ISGs基因表达水平升高；相反,转染Statl缺失型质粒导致胞内Statl功能失活的细胞,ISRE荧光素酶活性、抑制病毒能力和ISGs的表达水平都显著降低。这说明鱼类IFN通过Statl通路调控ISGs的表达,从而发挥抗病毒作用。　　 重要的是,本研究揭示了特异于鱼类的干扰素正反馈表达调控机制。鲫IFN能够直接诱导自身表达,且通过Statl途径。在哺乳类,所有typeⅠ干扰素都不能调控自身表达,而typeⅢ干扰素能够诱导自身表达。此外,鲫IFN基因启动子具有与哺乳类typeⅢ干扰素相似的结构特点和诱导特性。因此,鲫IFN基因本身应该是一个ISG。鱼类IFN的这种正反馈机制对快速响应病毒感染、从而建立一种迅速而广泛的抗病毒状态具有重要意义。　　 本文提供的证据表明,从低等的鱼类到高等哺乳类,脊椎动物干扰素通过保守的Statl信号通路发挥抗病毒功能。