對外周血白細胞的轉錄組與功能聯合分析揭示了舌鰨(Cynoglossus semilaevis)中CD79a/CD79b蛋白的抗病機制
《Fish & Shellfish Immunology》:Combined transcriptome and function analyses of peripheral blood white cells highlight the disease-resistant mechanism of CD79a/CD79b in Chinese tongue sole (
Cynoglossus semilaevis)
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時間:2026年01月10日
來源:Fish & Shellfish Immunology 3.9
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本研究通過RNA測序分析中國鱟(Cynoglossus semilaevis)外周血白細胞在LPS刺激下的免疫相關基因,發現CD79、Myd88和TLR5等基因參與免疫應答。轉染CD79基因增強HEK293T細胞對Edwardsiella tarda和Vibrio harveyi的抗菌能力,證實CD79在魚類抗病性中的關鍵作用,為水產養殖疾病防控提供新分子標志。
閔天|劉金鳳|郭瑞琦|李華|陳松林|王磊
中國水產科學院黃海漁業研究所海水養殖生物育種與可持續產品國家重點實驗室,青島266071,中國
摘要
外周血白細胞是免疫系統的重要組成部分,在硬骨魚類中具有重要的抗菌功能;然而,這些魚類中外周血白細胞和B淋巴細胞標記基因(CD79)的分子機制尚未明確。因此,從中國鰨魚(Cynoglossus semilaevis)中分離出外周血白細胞,并用LPS刺激6小時和12小時,以識別在刺激下富集于免疫相關通路的差異表達基因。構建了差異表達基因(DEGs)的蛋白質相互作用圖譜,鑒定出幾個與免疫相關的基因,包括CD79、Myd88和TLR5。在CsCD79的免疫功能中,CD79由兩條鏈組成,即CD79a和CD79b,它們通過二硫鍵或非共價相互作用在物種間連接。具體而言,CD79在B細胞受體通路中啟動細胞內信號傳導,激活下游過程,并在B細胞發育、生物體衰老和免疫調節中發揮關鍵作用。值得注意的是,CD79 mRNA主要在腎臟、脾臟和鰓中表達。感染實驗顯示,在不同時間點,所有免疫組織中的CD79表達水平均升高,抗病品系的表達量高于易感品系。將CD79質粒轉染到HEK293T細胞后,經過3小時、9小時和12小時的細菌刺激后,活細胞計數顯示對Edwardsiella tarda和Vibrio harveyi的抗菌功能更強。本研究系統地揭示了CD79a/CD79b在轉錄組和基因水平上對細菌疾病抗性的重要作用。結果為預防和控制硬骨魚類的疾病提供了新的思路和分子標志物,從而促進了海水養殖產業的健康和可持續發展。
引言
魚類像哺乳動物一樣具有先天性和適應性免疫系統,因此在研究適應性免疫系統的進化方面具有很高的價值。雖然脾臟、前腎、腸道等器官是魚類的主要免疫器官[1],但黏膜免疫系統(包括腸道、皮膚和鰓相關淋巴組織)也在免疫中起著關鍵作用[2]、[3]、[4]。此外,外周血白細胞是免疫系統的重要組成部分,主要由參與先天性和適應性免疫過程的多種免疫細胞組成[5]、[6]。其中,單核細胞和中性粒細胞富含溶酶體酶,如酸性磷酸酶和過氧化物酶,使它們能夠直接吞噬和消除細菌病原體[7]。淋巴細胞通過產生特異性抗體介導體液免疫,并通過細胞毒性分子執行細胞免疫反應,共同支持全身和黏膜的適應性免疫防御[8]。血小板通過吞噬作用、釋放抗菌物質和炎癥介質參與先天免疫,同時通過表達CD40L和MHC II等分子直接參與并橋接適應性免疫反應[9]。
大多數CD分子位于T細胞和B細胞表面,與細胞外配體結合以觸發細胞內信號傳導和隨后的免疫反應[10]、[11]。具體來說,CD79是由CD79a和CD79b之間的二硫鍵形成的二聚體,作為標記基因位于B細胞膜上。在硬骨魚類中,CD79二聚體與膜免疫球蛋白(mlg)(如IgM、IgT和IgD)一起形成B細胞抗原受體(BCR)[12]。在這里,CD79在哺乳動物的BCR信號傳導中起作用[12]、[13]。另一方面,當BCR與細胞表面的抗原結合時,會激活ITAM結構域,導致受體聚集和磷酸化。這一過程隨后激活下游的Syk激酶,觸發多個信號通路[14],如NF-κB和PI3K-Akt[12]、[13]。這些信號通路的激活最終促進B細胞增殖、分化為漿細胞和抗體的產生[14]。
研究表明,CD79可能在對抗疾病和感染的免疫反應中發揮作用。盡管在幾種硬骨魚類中報道了CD79的存在,如中國吸盤魚[15]、尼羅羅非魚[12]和頭海鯛[13],但其在硬骨魚類BCR信號通路中的功能仍不清楚。影響中國鰨魚的疾病頻率和嚴重程度正在增加,這嚴重限制了其作為經濟重要魚類的生產。因此,加強疾病預防和控制以及培育抗病品系對于鰨魚養殖業的可持續發展至關重要。
實驗魚類
健康的中國鰨魚來自中國水產科學院黃海漁業研究所的海陽研究基地和萊州研究基地,置于22±3°C的充氧海水中飼養。實驗前,這些魚在實驗室中適應了兩周,以確保種群健康。所有魚類實驗均得到了中國水產科學院黃海漁業研究所機構動物護理和使用倫理委員會的批準
RNA-Seq數據
每個時間點設置了三個重復實驗,共得到九個樣本,包括對照組(PBS 0 h-1、PBS 0 h-2、PBS 0 h-3)和實驗組(LPS 6 h-1、LPS 6 h-2、LPS 6 h-3;LPS 12 h-1、LPS 12 h-2、LPS 12 h-3)。從九個樣本中獲得了361,948,918條原始讀段,隨后生成了350,734,876條有效讀段。平均映射率為90.83%,Q20和Q30的平均值分別為99.81%和98.44%。
討論
外周血白細胞是魚類先天性和適應性免疫的重要介質,在抵御病原體入侵中起著特別重要的作用[18]。轉錄組分析顯示,LPS刺激可以廣泛激活中國鰨魚外周血白細胞中的多個免疫通路,其中Toll樣受體(TLRs)和B細胞受體信號通路尤為突出。與草魚的研究結果一致,
作者貢獻
L. W.、M.T、H. L.和S.C.構思并設計了這項研究。M.T、J.L.和R.G收集樣本并進行了實驗并進行了初步分析。M.T撰寫了初稿。L. W.和S.C.審閱了手稿。M.T.和L.W.負責統計分析和手稿修訂。所有作者都閱讀并批準了最終版本的手稿。
利益沖突
作者聲明不存在可能被視為潛在利益沖突的任何商業或財務關系。
數據可用性聲明
支持本研究結果的數據已存入CNSA,訪問號為:CNP0007958。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的可能會影響本文所述工作的競爭性財務利益或個人關系。
致謝
中國國家重點研發計劃(2022YFF1000303)、山東省重點研發計劃(競爭性創新平臺)(2024CXPT071-1)、山東省重點研發項目(2023ZLYS02)、農業部的農業研究系統(CARS-47-G03)、海水養殖生物育種與可持續產品國家重點實驗室基礎研究基金(BRESG-JB202506)、山東省泰山學者攀登計劃以及中央公共利益科學機構基礎研究基金(CAFS)(2023TD20)。
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