圖注：斑馬魚C1q-like的敲降造成胚胎的發(fā)育缺陷和caspase 3/9活性的改變
生物谷報道：近十幾年來，由于水產(chǎn)動物重大病害頻頻發(fā)生以及病急亂用藥,、濫用藥引起的水產(chǎn)品食品安全等隱患，國際上已形成了進(jìn)行魚類等水產(chǎn)動物免疫學(xué)研究的交叉學(xué)科,，且尤為重視先天性免疫機(jī)制研究,。近年來，中科院水生所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室在國家基礎(chǔ)研究計劃973項目的支持下,，已在漁業(yè)生物技術(shù)研究方向滋生出新的進(jìn)行魚類先天性免疫調(diào)控機(jī)制研究的生長點,，建立了研究魚類抗病毒基因的細(xì)胞模型，在魚類病毒病的免疫遺傳機(jī)理研究上取得突破,，已克隆出一批與魚類先天性免疫相關(guān)基因或抗病相關(guān)基因,，引起國際同行的關(guān)注。最近,，由桂建芳研究員主持的魚類發(fā)育遺傳學(xué)學(xué)科組和張奇亞研究員主持的水生病毒學(xué)學(xué)科組通過交叉合作,，已開始深入到魚類先天性免疫相關(guān)基因的功能研究方面，取得了兩項重要進(jìn)展,。
第一項進(jìn)展主要是由博士研究生梅潔等完成,，美國加州大學(xué)洛杉磯校區(qū)林碩教授提供了斑馬魚突變體，為合作者之一,。該研究是在實驗室前期從鯽魚中鑒定出一個與補體C1q類似的C1q-like基因并發(fā)現(xiàn)它可能與免疫和細(xì)胞凋亡有關(guān)的基礎(chǔ)上,，進(jìn)一步利用體外培養(yǎng)細(xì)胞和斑馬魚來進(jìn)行功能研究。體外研究表明，C1q-like能抑制誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)的caspase-3和9的活性,，進(jìn)而抑制凋亡,。Morpholino介導(dǎo)的基因敲除分析揭示斑馬魚C1q-like有抗凋亡作用，發(fā)現(xiàn)C1q-like敲降后,，調(diào)亡因子表達(dá)上調(diào),、細(xì)胞周期紊亂、血細(xì)胞發(fā)生相關(guān)基因表達(dá)下調(diào),，血色素合成減少,、腦血管發(fā)育異常。研究還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),，所有抑制C1q-like造成的功能缺陷,，都能通過抑制p53的表達(dá)來挽救。紫外線照射和細(xì)菌感染均能誘導(dǎo)C1q-like的過量表達(dá),，而且抑制C1q-like的表達(dá)胚胎更易于受到細(xì)菌的侵襲而死亡,。因此，C1q-like 應(yīng)是斑馬魚胚胎中一個新的細(xì)胞存活調(diào)控因子,，在胚胎發(fā)育特別是腦發(fā)育過程抑制p53依賴的和caspase 3/9介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中起了重要的抗凋亡和保護(hù)作用,。該研究成果已在美國發(fā)育生物學(xué)會會刊愛思唯爾期刊《發(fā)育生物學(xué)》（Developmental Biology）在線發(fā)表。
第二項進(jìn)展主要是由朱蓉博士和張義兵博士等共同完成,。該研究主要是圍繞魚類中是否存在dsRNA依賴的蛋白激酶PKR以及魚類PKR是否具有抗病毒功能而展開的,。通過建立由滅活病毒誘導(dǎo)的牙鲆囊胚培養(yǎng)細(xì)胞SMART cDNA文庫，篩選克隆得到牙鲆PKR基因,。該基因具有哺乳類PKR保守的結(jié)構(gòu)域,，包括N端的兩個dsRNA結(jié)合區(qū)，以及C端激酶區(qū),。dsRNA結(jié)合區(qū)能結(jié)合dsRNA,，而激酶區(qū)能抑制翻譯。在正常細(xì)胞中,，PKR僅具有低水平的本底表達(dá),。在大菱鲆彈狀病毒感染過程中，PKR表達(dá)上調(diào),，同時伴隨著eIF2α磷酸化增強(qiáng),。在細(xì)胞中過量表達(dá)野生型PKR也能導(dǎo)致eIF2α磷酸化水平增強(qiáng)，且抑制病毒增殖,；而當(dāng)過量表達(dá)喪失激酶活性的PKR突變體時,，則無此效應(yīng)。進(jìn)而,，RNA干擾實驗證實PKR能通過磷酸化eIF2α發(fā)揮抑制蛋白翻譯的功能,。上述研究結(jié)果首次證實魚類確實存在與哺乳類一致,、且具有相似功能的PKR介導(dǎo)的抗病毒途徑，首次揭示了魚類PKR基因的功能結(jié)構(gòu)域及其抗病毒功能,。該研究結(jié)果已由美國微生物學(xué)會主辦的權(quán)威雜志之一《病毒學(xué)雜志》（Journal of Virology）在線發(fā)表,。
關(guān)于這兩項研究成果的意義，這兩篇論文的通訊作者桂建芳研究員介紹說,，魚類先天性免疫相關(guān)基因的鑒定特別是其功能和作用機(jī)制研究是國際上的研究熱點之一,，這一方面是因為魚類作為相對原始的脊椎動物，對
