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白细胞介素-17(Interleukin-17,IL-17)家族是古老的细胞因子家族,在炎症和宿主防御中起重要作用。到目前为止,哺乳动物中IL-17家族成员已鉴定到IL-17A~IL-17F 6个成员。IL-17家族成员均具有四个高度保守的半胱氨酸形成链内二硫键。在硬骨鱼类中,除了 IL-17E没被发现外,已鉴定有IL-17A/F1、IL-17A/F2、IL-17A/F3、IL-17C、IL-17D和IL-17N,其中IL-17N为硬骨鱼类中特有,已在斑马鱼(Daniorerio)、东方红鳍鲀(Takifugu rubripes)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)、鮸鱼(miiuy croaker)、青鳉(Oryzias latipes)等鱼中克隆到。目前对鱼类IL-17N的研究主要集中在基因克隆、序列分析和基因表达测定,功能研究报道较少。本实验使用同源搜索和基因克隆的方法在鲤基因组鉴定到两个鲤IL-17N基因,进行氨基酸同源分析、基因线性分析,以揭示IL-17N的系统发育;使用实时定量PCR的方法测定了CcIL-17Ns的组织表达;检测了感染嗜水气单胞菌后CcIL-17Ns的表达变化,且通过比较实验确定了 MBP对CcIL-17N具有较好的促溶效果。获得可溶的MBP-17N重组蛋白,测定了 MBP-17N孵育后鲤肾组织中促炎细胞因子(IL-1β、IFN-γ和IL-6)、趋化因子CCL20及NF-κB、TRAF6的表达变化,从而确定鲤IL-17N具有促炎作用。1.鲤白细胞介素17N基因的克隆和表达使用同源搜索和基因克隆,在鲤(Cyprinus carpio)基因组挖掘到两个IL-17N基因(CcIL-17Na和CcIL-17Nb),由TOP3B基因内含子2的互补序列编码。共线性比较显示,除了东方红鳍鲀(Takifugurubripes)外,在其他已研究的鱼类中,与该基因相邻的均为SDF2L和PPM1F基因。和斑马鱼等的IL-17N基因一致,两个CcIL-17Ns包括三个外显子,且长度相同,均为15bp、176bp、220bp,编码136个氨基酸,两者相似性高达为97.1%。两个基因均含有IL-17家族保守的四个半胱氨酸残基,成熟肽分子量分别为 15.41 kD 和 15.33 kD,等电点分别为 5.74 和 5.47。CcIL-17Na、CcIL-17Nb和其他硬骨鱼类的IL-17N相似性分别为65.3%~97.1%、64.7%~96.3%,和鲤IL-17家族其他成员的相似性分别为32.9%~51.4%、31.4%~50.7%。实时定量PCR测定了健康鲤与嗜水气单胞菌感染不同时间后,心、肝、脾、体肾、头肾、肠、脑、鳃、皮肤和肌肉等10个组织中IL-17N的表达。CcIL-17Ns在健康鲤成鱼脑中的表达量最高,显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于其他组织。嗜水气单胞菌感染导致CcIL-1 7Ns在各组织的表达均上调,感染6 h,脑中的表达量显著上调(P<0.05),1 d,CcIL-17Ns在其它组织中均显著上调,感染3d、7d,表达量下降,与对照组没显著差异(P>0.05)。嗜水气单胞菌感染后各组织CcIL-17Ns表达均上调说明鲤IL-17N参与了炎症反应。2.鲤白细胞介素17N原核重组蛋白原核表达获得大量可溶蛋白可为进一步揭示蛋白的功能提供研究材料。大量研究表明,促溶标签的应用以及表达条件的优化能够提高外源蛋白的可溶性表达。本实验通过对鲤IL-17N重组蛋白的表达条件的优化(诱导剂IPTG、诱导时间和诱导温度)及促溶标签的选择(GST、GST-SUMO、MBP),获得可溶表达的鲤IL-17N重组蛋白。结果,鲤IL-17N重组蛋白可溶表达从高到低依次为MBP-17N(60.8kDa)、SUMO-GST-17N(55.4kDa)、GST-17N(42.5kDa),其中 GST-17N 几乎都是包涵体表达。SUMO-GST-17N、MBP-17N上清蛋白占总蛋白比例依次为47.4%、87%。鲤IL-17N重组蛋白在IPTG终浓度为0.5mmol/L时可溶表达量最高。相同诱导条件下,25℃时总菌表达量高于20℃,且总菌表达量随着时间延长逐渐增加,在8h时达到最大后趋于稳定。综上,MBP融合标签促溶效果最好,在IPTG浓度为0.5 mmol/L,25℃诱导8~12 h时鲤IL-17N重组蛋白可溶表达量最高。用镍柱纯化原核重组表达蛋白,与BSA蛋白标准品比对确定纯化后蛋白浓度,结果1 g总菌获得0.09mg蛋白。3.鲤IL-17N重组蛋白的促炎作用为了探究鲤IL-17N的促炎作用,本实验将以相同条件诱导纯化获得的鲤IL-17N重组蛋白(MBP-17N)和MBP蛋白去除内毒素后,孵育鲤肾组织8 h,检测鲤肾组织中促炎因子(IL-1β、LFN-γ、IL-6)、趋化因子CCL20以及NF-κB和TRAF6的表达。qPCR定量结果,在不同浓度MBP-17N蛋白(0.1、1、10和100ng/mL)的诱导下,所以基因都呈现先上升后下降的趋势,不同浓度的MBP-17N均使IL-1β和NF-κB显著上调(P<0.05),1 和 10 ng/mL 的 MBP-17N 极显著上调IFN-γ(P<0.01);0.1、1 ng/mL 的MBP-17N 显著上调 IL-6,1、10、100 ng/mL 的 MBP-17N 显著上调 CCL20(P<0.05),1 ng/mL时TRAF6显著高于对照组(P<0.05)。鲤IL-17N原核表达蛋白能引起促炎因子(IL-1β、IFN-γ和IL-6)、趋化因子CCL20及NF-κB、TRAF6的表达说明鲤IL-17N参与了炎症反应。