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水生生物学鳜鱼(Siniperca chuatsi)是原产我国的淡水肉食鱼类,是我国重要的养殖鱼类品种,具有较大的经济价值。鳜鱼传染性脾肾坏死病毒(infectious spleenand kidney necrosis virus,ISKNV)是近年广东鳜鱼养殖业爆发性流行病的主要病因之一,对鳜鱼的养殖造成了重大的经济损失。之前的研究表明:ISKNV主要攻击鳜鱼脾和肾,引起脾肾细胞的肿大和坏死。
通过简并引物技术(degenerate primer technique)从健康鳜鱼的脾中获得了肿瘤坏死因子a(tumor necrosis factor-a,FNF—a)的cDNA片段,接着通过快速扩增cDNA末端(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术,克隆得到了TNF—a全长cDNA序列,最后以基因组DNA为模板,扩增、并测序得到了鳜鱼TNF—a的基因结构。鳜鱼TNF—a的cDNA序列全长为1461 bp(base pair),包含一个长度为762 bp的开放阅读框(open reading flame,ORF),编码253个氨基酸(不包括终止子)。对鳜鱼TNF—a氨基酸序列的生物信息学分析表明:与其他已报道的鱼类TNF—a和哺乳类TNF—a相比,鳜鱼TNF—a有着相似的半胱氨酸残基位置,跨膜序列和蛋白酶切割序列。鳜鱼TNF—a基因长度为1940 bp,由四个外显子和三个内含子组成。通过对其基因上游序列(5’flanking region)的分析预测发现了三个可能的NF-кB/rel调控位点。通过构建系统进化树,显示鳜鱼TNF—a与日本鲈鱼TNF—a等已报道的鱼类TNF—a基因聚类在一起,而与已报道的哺乳动物的TNF—a基因相距较远。通过同源模建技术预测了鳜鱼TNF—a的蛋白质三维结构。结果表明鳜鱼TNF—a蛋白的三维结构从整体上类似于已报道的人类TNF—a蛋白的三维晶体结构,但是在细节上稍显简单。
应用实时定量PCR技术,分析了鳜鱼TNF-a在健康鳜鱼中的组织器官分布和在感染ISKNV不同时段各免疫器官及血中的时空表达情况。组织器官分布显示:鳜鱼TNF-a在所有被检测的器官中都有表达。其中以脾,后肾,心等器官中的表达量最高,在脑中的表达量最低。在不同的时间对感染ISKNV的鳜鱼的脾,头。肾,后肾和血细胞的TNF-a表达谱分析表明:在感染的几个临床阶段中,TNF-a在鳜鱼的头肾和后肾中并未出现表达量的明显变化。而在脾脏和血细胞中,TNF-a在ISKNV感染后的第四天,即临床中的无症状期出现了显著的高表达。这种高表达在感染后的第7天,第10天和第15天逐渐下降。
我们利用pET 32a(+)质粒构建了成熟态鳜鱼TNF-a的重组质粒。将该重组质粒于BL21大肠杆菌中诱导表达并纯化后发现,鳜鱼成熟态TNF-a的重组蛋白的分子量约为18.5 kD,与预测结果非常接近。在TNF-a和放线菌酮(cycloheximide,CHX)联合诱导人类宫颈癌细胞HeLa凋亡的模型中发现:商品人类重组TNF-a(20 ng/ml)和CHX(10μg/ml)可以引起大约82.14﹪HeLa细胞的凋亡;而鳜鱼TNF-a重组蛋白的凋亡诱导效果呈现出明显的剂量依赖性。3000 ng/ml的鳜鱼TNF-a重组蛋白和10μg/ml的CHX联合可诱导大约82.91﹪HeLa细胞的凋亡。