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IgG属哺乳动物体内的多功能免疫球蛋白,也是再次免疫应答的主要抗体。而免疫球蛋白Y(IgY)是鸟类和爬行动物血清中主要的抗体。IgG(Y)通过Fc段与表面具有FcrR的吞噬细胞、NK细胞结合,介导一系列生物学效应,包括中和毒素作用、亲和细胞而导致吞噬调理作用、胞外杀伤及免疫炎症、ADCC作用、激活补体途径等。抗体本身的抗原性,主要取决于抗体重链的Fc段。编码一个物种IgG(Y)重链恒定区的基因相对保守,因此分析不同动物IgG(Y)重链Fc基因的同源性,可反映不同动物抗体本身的抗原性有无交叉。故本试验选用鹅IgY-Fc基因和水貂IgG-Fc基因为研究对象,重点研究了不同动物IgG(Y)-Fc的遗传变异情况。本研究主要分为两部分: 第一部分鹅IgY重链基因及水貂IgG-Fc基因的序列测定及分析 根据NCBI上已公布的鸡和鸭的IgY重链基因的保守区域设计引物,从病鹅的脾脏内提取总RNA。通过保守序列扩增和3、5Race扩增重链全序列,序列全长为1835bp,最大的开放阅读框为1716bp,编码572个氨基酸。同样根据NCBI上公布的水貂IgG-Fc基因扩增这段基因。利用多种软件重点对IgG(Y)的Fc段氨基酸序列进行生物信息学分析和遗传进化分析。进化分析结果显示鹅与鸭子亲缘关系最近,同源性为89.6%,鹅与鸡的同源性为66.8%,鹅与小鼠Fc基因的同源性为37.9%,鹅与水貂Fc基因的同源性为37.7%。水貂与犬亲缘关系最近,同源性为80.0%,水貂与鸡同源性为33.7%,水貂与人的同源性为69.0%。 通过Swiss-model同源性建模,对多种动物的IgG(Y)Fc的三维晶体结构进行预测,得出IgY类分子基于鸡IgY-Fc段进行建模,而IgG类则基于人类IgG-Fc段建模,立体结构相似度保持在70%左右,不同IgG-Fc分子和IgY-Fc分子立体结构比较相似。对Fc结合位点的每个氨基酸进行了比较分析,得出氨基酸残基部分保守,有一个氨基酸残基差异显著。Fc结合位点的差别和三维空间结构的不同是IgG(Y)-Fc的遗传变异所在。 第二部分不同种属动物IgG(Y)的免疫原交叉性分析 不同种属IgG-Fc和IgY-Fc分子的三维立体结构有较高的重叠率,且IgG-Fc和IgY-Fc分子与Fc受体结合的模式相近,预示着不同动物的IgG可以与抗抗体进行交叉反应。通过表达鹅IgY-Fc段基因及利用购买的动物IgG(Y)及酶标抗体进行Western-Blot试验,分别检测了抗鸡IgG和抗犬IgG与小鼠、鸡、鸭、鹅、水貂的IgG(Y)的交叉反应。结果表明,不同动物的IgG(Y)之间或多或少都有一些交叉。不同纲目之间的动物也可有交叉免疫反应,如鸡与水貂、小鼠之间有明显的交叉反应,而与兔和人的交叉免疫较轻。