中华鲟(Acipenser sinensis)是长江的旗舰物种,1988年被列为国家一级水生野生保护动物。近年来,由于人类活动影响,自然种群呈逐渐衰退趋势,繁殖群体数量逐年下降,2010年世界自然保护联盟(IUCN)将其评估为极危(CR)物种。人工养殖是中华鲟迁地保护的基础。鲟鱼免疫器官主要包括头肾、胸腺和脾脏器官,免疫淋巴组织包括脑膜髓样组织、心包组织、皮肤黏膜组织、鳃组织和肠道黏膜组织(尤其是螺旋瓣淋巴黏膜组织)等,鲟鱼类免疫器官及组织的高度多样性和良好发育是其免疫机制有效发挥的基础。本文通过解剖学、组织学和分子生物学等方法研究了中华鲟免疫器官(头肾、胸腺和脾脏)的早期发育过程和免疫基因细胞因子信号抑制因子1(socs1)的表达模式分析,将加深对中华鲟免疫系统的了解,丰富中华鲟免疫系统的基础资料,为中华鲟苗种的健康养殖和疾病预防提供参考。中华鲟免疫器官发育研究利用形态解剖、连续石蜡切片和透射电镜技术研究了中华鲟仔鱼、稚鱼和幼鱼头肾、胸腺和脾脏器官的形态结构、早期发育规律和组织学超微结构。主要研究结果和结论如下:1.解剖学观察结果表明,中华鲟头肾位于心脏腹隔膜前背方,肾管向前延伸至最前端的膨大部位,左右两叶呈对称分布,为表面覆盖胶原纤维的红褐色扁平器官,组织早期呈弥散状,后期发育为实质状;胸腺1对,位于第2鳃弓的背侧,前端伸入鳃盖深处,后端延伸至鳃腔背角,左右对称分布,为表面光滑、质地松软的乳白色半透明薄片状实质器官;脾脏位于胃和十二指肠之间的系膜上,早期包裹在胰脏组织内,后期分离出来逐渐移动至鱼体腹部,为表面光滑、覆盖基膜的暗红色实质器官,主体部分为前部条带状和后部蝴蝶状两叶。2.连续石蜡切片和HE染色观察结果表明,中华鲟免疫器官原基出现顺序为头肾、胸腺和脾脏,淋巴化顺序为胸腺、头肾和脾脏。头肾原基3 dph可见,15 dph开始淋巴化,39 dph肾小管出现退化,150 dph发育为完全的淋巴造血组织;胸腺原基7 dph可见,12 dph开始淋巴化,20 dph结缔组织和毛细血管入驻胸腺实质,26 dph皮髓质分区;脾脏原基9 dph可见,33 dph开始淋巴化,92 dph出现红白髓分区。仔鱼期可见头肾和胸腺间具有淋巴细胞“桥”连接现象,180 dph胸腺内可见哈氏小体结构,头肾、胸腺和脾脏内含黑色素细胞或黑色素巨噬细胞中心(MMCs)。中华鲟免疫器官发育具有原基出现时间早、发育速度慢和发育周期长的特点。3.超薄切片和透射电镜观察结果表明,中华鲟头肾、胸腺和脾脏器官均为网状细胞连接的淋巴样器官。头肾结构最为复杂,细胞分布以颗粒细胞和红细胞为主,细胞种类最多;脾脏器官其次,红髓内红细胞为主,白髓内白细胞居多,可见多种形态的红细胞和颗粒细胞分布;胸腺结构相对简单,网状支架内以淋巴细胞填充为主,观察到不同形态淋巴细胞、网状上皮细胞和成纤维细胞。透射电镜下各组织超微结构与石蜡切片结果保持一致。中华鲟免疫基因socs1表达特征研究细胞因子信号抑制因子(suppressors of cytokine signaling,SOCS)是一类重要的细胞因子信号转导抑制剂,在各类细胞因子参与的免疫系统调控中起着重要的负调控作用。socs1作为该家族的重要成员,参与T淋巴细胞的分化、成熟与功能调控,在JAK/STAT信号通路中起负调控作用。本研究通过对中华鲟socs1基因的编码区cDNA序列特征、系统进化关系和表达模式特点进行了分析。主要研究结果和结论如下:1.对中华鲟的socs1基因研究发现,socs1基因cDNA序列长度为639 bp,编码212个氨基酸。将中华鲟socs1基因同其他脊椎动物对比发现,中华鲟socs1基因与其他脊椎动物类似,有一个高度保守的中央SH2结构域、一个相对保守的C端SOCS box结构域,以及一个低复杂度的N端结构域。系统进化分析的结果显示,中华鲟socs1与其他鱼类物种共同聚为一支,两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类聚为另外一支,中华鲟与小体鲟的socs1基因的同源一致性最高。2.表达模式分析结果显示,中华鲟socs1基因在检测的肝脏、脾脏、胸腺、头肾、中肾、鳃、肠和皮肤等8种组织中均有表达,其中在鳃中表达量最高,胸腺其次,肠和头肾相对较低,其他组织表达水平接近;在嗜水气单胞菌和poly(I:C)感染下,socs1基因在脾脏细胞中的表达水平均显著升高;不同发育时期的中华鲟幼鱼头肾、胸腺和脾脏组织中socs1基因表达呈先上升后下降趋势。