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血蓝蛋白(hemocyanin)是节肢、软体动物中的一种多功能蛋白,具有氧气运输、免疫防御、蛋白质储存、金属离子转运、蜕皮激素载体、渗透压调节和表皮固化等多种功能。血蓝蛋白在血淋巴中的含量非常丰富,然而作为一种重要的多功能蛋白,对其成熟的蛋白分子在动物各组织中的分布情况了解较少,其组织表达的具体部位尚不明确。本研究通过免疫组化技术、荧光定量PCR技术(qPCR)和荧光原位杂交技术(FISH)对血蓝蛋白在杂色鲍(Haliotis diversicolor)各组织中的表达与分布规律进行了研究,对深入理解血蓝蛋白分子功能的多样性及软体动物血蓝蛋白组织表达规律的生理适应性具有重要意义。 首先通过Western Blotting方法对杂色鲍血蓝蛋白多克隆抗体的浓度进行了优化,发现上样量10μg时,一抗1:12000的稀释度所见清晰条带最多;在一抗1:12000的稀释度时,不同上样量(1μg、2μg、4μg和8μg)Western结果的杂交条带都比较清晰,故1:12000的抗体稀释度最适合本研究。进一步的免疫组化研究发现,在成鲍和幼鲍各组织中均发现了血蓝蛋白阳性信号,但不同组织中信号强弱不同,在成鲍与幼鲍中血蓝蛋白的组织分布一致,均为肝胰脏、外套膜和鳃中大量分布,而消化道和腹足中的分布相对较少。 其次,采用 qPCR技术对编码血蓝蛋白的两个亚型基因(Hc1、Hc2)在各组织中的表达水平进行了研究。首先,根据课题组克隆得到的杂色鲍血蓝蛋白全基因序列对两个基因分别设计了两对特异引物,利用腹足、鳃和鳃下腺组织的cDNA作为模板,对引物的特异性进行检测,发现引物 Hc1F2/Hc1R2和Hc2F1/Hc2R1的特异性良好。qPCR检测结果表明,Hc1与Hc2在成鲍腹足、外套膜、上足、鳃下腺、鳃、肝胰脏和血细胞中均有表达,并且两基因的组织表达丰度一致,均在肝胰脏、外套膜、鳃下腺和鳃中较高,而血细胞、腹足和上足中较低。两个基因相比较发现,各组织中Hc1表达量明显高于Hc2,Hc1的表达量约是Hc2的10倍,可见Hc1是主要表达基因。 最后,我们还运用了FISH技术对血蓝蛋白在杂色鲍各组织中表达的具体部位进行了研究。首先,优化了两个基因特异探针的杂交稀释度,发现1:50的探针稀释度最适合本研究。FISH结果显示,Hc1与Hc2在成鲍鳃、肝胰脏、外套膜、头足区域和腹足中均有表达,这与 qPCR结果吻合。还发现,在各组织中Hc1与Hc2的集中表达的区域较为一致,主要位于鳃组织中的鳃丝中部,肝胰脏的肝被膜和微管腔,外套膜的外表皮,以及头足区域的边缘部位,而腹足中两个基因的阳性信号成散在的零星分布,信号强度较低。幼鲍中血蓝蛋白的表达规律与成鲍略有差异,主要表达组织部位是鳃丝中部以及外套膜外表皮,肝胰脏和腹足中几乎不表达。这可能说明由于幼鲍体积较小,对血蓝蛋白的携氧和防御功能需求均较低,因而血蓝蛋白的整体表达水平也较成鲍较低,仅在鳃和外套膜中表达即可满足整体需求。