大黄鱼（Larimichthys crocea）是我国重要海水经济鱼类,也是目前我国海水养殖鱼类产量最高的鱼类。随着养殖规模的不断扩大和养殖环境的恶化,病害问题日益严重,已成为制约大黄鱼养殖产业持续健康发展的瓶颈因素。由于药物防治所带来的药物残留、环境污染及病原耐药性等严重问题,近年来免疫防治受到广泛关注。因而有必要对大黄鱼抗病原感染的免疫应答及其调控机制进行深入研究。白细胞介素2（Interleukin,IL-2）是一种多效性细胞因子,可调节CD4+T细胞的发育和分化、促进B细胞增殖和抗体产生,被认为在调控抗病原感染的免疫应答中发挥重要作用。深入开展大黄鱼IL-2（LcIL-2）功能及信号通路的研究,对于认识鱼类抗病原感染的免疫应答及其调控机制具有重要的理论意义,也有助于为大黄鱼筛选高效免疫增强剂。通过大黄鱼基因组数据库分析结合RACE-PCR技术获得了 LcIL-2基因,其ORF全长426bp,编码一个由141个氨基酸组成的多肽,包含由20个氨基酸组成的信号肽序列和由121个氨基酸组成的成熟肽,具有脊椎动物IL-2/IL-15家族的保守序列“L-X-C-X（3）-E-[LVI]-X（2/3）-[LVM]”。基因组结构和共线性分析结果显示LcIL-2有4个外显子和3个内含子,在染色体上与ADAD1和IL-21紧密连锁。LcIL-2在健康大黄鱼各组织中呈组成型表达,在淋巴细胞丰富的组织如脾脏和血液中表达量较高。大黄鱼受灭活三联细菌疫苗或Poly（I:C）诱导后,头肾和脾脏中IL-2的表达增加。在原代头肾白细胞（PKL）、巨噬细胞（PKM）和粒细胞（PKG）中也可检测到LcIL-2的表达,在PKL中表达水平最高。LPS和Poly（I:C）可分别诱导PKL中LcIL-2的表达上调1.3倍和2.1倍,T细胞有丝分裂原PHA和Con-A则可诱导PKL中LcIL-2的表达分别上调89.4倍和8.3倍。克隆了 LcIL-2的启动子序列,并证实PHA和Con-A、T细胞活化剂CI、PMA和CI+PMA等刺激Jurkat T细胞后可显著提高LcIL-2的启动子活性,而LPS和Poly（I:C）刺激后LcIL-2的启动子活性无明显变化。大黄鱼转录因子NFAT和NF-κB的LcRelA亚基、Lcc-Rel亚基的过表达可显著增强LcIL-2启动子的活性（P0.05）。LcIL-2启动子上NFAT或NF-κB结合位点核心序列的突变可显著降低相应转录因子对LcIL-2启动子活性的增强作用。这些结果表明,T细胞有丝分裂原和T细胞活化剂可以诱导LcIL-2的表达,且其表达受转录因子NFAT和NF-κB调控。大黄鱼活体注射纯化的重组LcIL-2蛋白（rLcIL-2）后,ZAP70+T细胞的增殖被显著促进,同时Th1、Th2发育分化相关基因及IL-2下游关键转录因子STAT5等的表达上调,Th17发育分化相关基因的表达受到抑制,这些结果表明LcIL-2可参与调节T细胞增殖以及CD4+T细胞向Th1、Th2和Th17分化。此外,LcIL-2还可显著促进大黄鱼IgM+B细胞增殖,并刺激血清中针对弧菌亚单位疫苗DLD特异性IgM抗体的产生,同时提高DLD对大黄鱼的攻毒保护率至76%,这说明LcIL-2在调控体液免疫应答方面也发挥重要功能。克隆并鉴定了 LcIL-2受体的LcIL-15Rα、LcIL-2Rβ和LcγC亚基。免疫共沉淀（Co-IP）实验表明LcIL-2可以与LcIL-15Rα和LcIL-2Rβ相互作用,与LcyC之间无相互作用。LcIL-2Rβ可以与LcγC相互作用,但两者与LcIL-15Rα之间均无相互作用。进一步研究表明 LcIL-2/LcIL-15Rα/LcIL-2Rβ、LcIL/LcIL-2Rβ/LcγC可分别形成异源三聚体。因此推测LcIL-2可能首先与LcIL-15Rα和LcIL-2Rβ结合形成异源三聚体,进而通过LcIL-2Rβ招募LcγC形成异源四聚体进行信号转导。哺乳类IL-2通过激活靶细胞中STAT5依赖的JAK-STAT、MAPK和PI3K-mTOR信号通路来发挥IL-2的生物学功能。Western-blot检测结果显示,rLcIL-2可提高PKL中STAT5、ERK、AKT和4EBP1的磷酸化水平。信号通路抑制剂及受体特异性多克隆抗体封闭均可抑制rLcIL-2对PKL中相应STAT5、ERK和4EBP1磷酸化的促进作用和对T细胞分化相关基因表达的诱导作用,说明LcIL-2可通过STAT5依赖的JAK-STAT信号通路、MAPK和PI3K-AKT信号通路来调控靶基因转录。这些结果首次证明硬骨鱼IL-2与哺乳动物IL-2的信号通路是保守的。本论文首次全面研究了硬骨鱼类IL-2的生物学功能、调控和下游信号通路。