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机体的天然免疫系统在抵抗病毒感染方面发挥着重要作用。病毒感染宿主细胞后,宿主细胞可以通过模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)侦测病原相关分子模式(pathogen-associated molecularpatterns,PAMPs)的存在,从而激活宿主的天然免疫反应,诱导干扰素(IFN)、促炎症细胞因子等一系列抗病毒因子的产生。Toll样受体(Toll-likereceptor,TLR)家族是一类重要的PRR,在RNA病毒的识别过程中发挥重要作用,如TLR3识别dsRNA:TLR7和TLR8识别ssRNA等。但由于TLR家族成员均为跨膜蛋白,只能识别细胞外或内体中的RNA病毒,对于细胞质中的RNA病毒,TLR则无法做出反应。RIG-Ⅰ样受体(RIG-I-like receptor,RLR)是一类新发现的PRR,能够识别细胞质中的病毒RNA,诱导干扰素和促炎症细胞因子的产生,对抗病毒天然免疫的建立起着至关重要的作用。
对人RIG-Ⅰ基因的结构、诱导干扰素产生的机制等已研究较为清楚,但有关猪RIG-Ⅰ的研究尚无报道,鉴于此,本研究对猪RIG-Ⅰ进行了克隆,并对其在诱导Ⅰ型干扰素中的作用做了初步研究。
主要研究内容如下:
1.猪RIG-Ⅰ基因克隆与序列分析。
取猪的外周血单核细胞总RNA作模板RT-PCR(一步法)扩增猪RIG-Ⅰ基因,插入pMD18-T载体中构建了克隆质粒pMD18-RIG-Ⅰ,序列分析发现猪RIG-Ⅰ开放读码框全长为2832 bps,编码943个氨基酸残基。与牛、马、人、黑猩猩、猴的氨基酸同源性分别为82.3%、80.2%、80.2%、79.7%、和78.8%,与小鼠、大鼠和鸭嘴兽的同源性较低,进化系统树分析也表明猪RIG-Ⅰ氨基酸序列与牛的亲缘关系最近。
2.猪RIG-Ⅰ基因全长及突变体重组质粒的构建。
以pMD18-RIG-Ⅰ为模板,PCR分别扩增RIG-Ⅰ全长编码区、RIG-ⅠN端以及RIG-ⅠC端编码区片段,将纯化后的PCR产物经BamH Ⅰ和Hind Ⅲ双酶切后分别与经同样酶切的真核表达载体pCMV-Tag-2B连接,获得的重组质粒分别命名为Tag-RIG-Ⅰ,Tag-RIG-Ⅰ-N和Tag-RIG-Ⅰ-C。
3.猪RIG-Ⅰ在诱导干扰素产生中的作用。
将真核表达质粒Tag-RIG-Ⅰ、Tag-RIG-Ⅰ-N、Tag-RIG-Ⅰ-C分别转染PK-15细胞,通过荧光素酶报道系统检测发现所构建的猪RIG-Ⅰ基因的真核表达质粒能通过激活IRF3和NF-κB诱导β干扰素的产生,且单独的CARD区也能激活下游信号。而缺失CARD区的猪RIG-Ⅰ不能激活下游信号且负调控poly(1:C)诱导的β干扰素产生。