哈爾濱地區(qū)黑斑蛙(Rana nigromaculata)夏季皮膚抗菌肽多樣性的研究.pdf

1、抗菌肽具有廣譜殺菌、抑制病毒、抑制腫瘤細(xì)胞等作用,是兩棲類動(dòng)物天然免疫的主要成分。不同的環(huán)境中,抗原組成不同,兩棲類機(jī)體會(huì)選擇性地表達(dá)不同的抗菌肽譜。因而抗原是抗菌肽進(jìn)化的主要壓力。動(dòng)物體如何根據(jù)環(huán)境抗原來變化表達(dá)譜呢?目前關(guān)于這個(gè)問題尚無研究可鑒。針對(duì)這個(gè)問題,我們2009年6月份在哈爾濱市郊采集黑斑蛙(Rananigromaculata)作為研究對(duì)象,一組在野外捕獲后立即處死,采集皮膚樣品,另一組在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用清水飼養(yǎng)3周后再處死,采

2、集皮膚樣品。通過比較兩種情況下抗菌肽譜的異同點(diǎn),尤其是抗菌肽的種類、理化性質(zhì)、選擇模式等,來闡釋不同環(huán)境下抗菌肽的表達(dá)模式。結(jié)果顯示,黑斑蛙共表達(dá)10個(gè)家族的22種抗菌肽,由65個(gè)基因編碼的71種cDNA組成。其中有7個(gè)家族的17種抗菌肽(62種cDNA,分屬于esculentin-2家族、nigrocin-2家族、odorranoin-S1家族、temporin-1家族、pelophylaxin-2家族、odorranain-P1家族

3、,odorranain-B1家族)是實(shí)驗(yàn)室組和野外組所共同表達(dá)的,而有2個(gè)家族的4種抗菌肽(8種cDNA分屬brevinin-1家族和pelphylaxin-3家族)為野外組所特有,1個(gè)家族的1種抗菌肽(3種cDNA屬于nigromaculatin家族)為實(shí)驗(yàn)室組所特有。兩組共有的家族和野外組特有的家族中,都屬于堿性抗菌肽,除了nigrocin-2家族和odorranoin-S1家族以自由卷曲結(jié)構(gòu)為主以外,其余家族的抗菌肽均形成軸向和斷

4、面兩個(gè)維度上具有兩親性的α-螺旋結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)室組特有的抗菌肽nigromaculatin家族屬于自由卷曲的酸性抗菌肽。Temporin-1家族的cDNA達(dá)22種,且總表達(dá)量最高,為較強(qiáng)烈的負(fù)選擇抗菌肽,野外組表達(dá)量稍高于實(shí)驗(yàn)室組。Esculentin-2家族的cDNA有16種,但總表達(dá)量不高,亦為負(fù)選擇或近于中性選擇的抗菌肽。Pelphylaxin-3家族包含6種不同的cDNA,在野外組總表達(dá)量?jī)H次于temporin-1家族,均為正選擇抗

5、菌肽。Odorranain-B1家族、brevinin-1、nigromaculatin家族的表達(dá)量均很低,而且都屬于負(fù)選擇抗菌肽。統(tǒng)計(jì)表明,隨著與祖先基因的遺傳距離的增加,抗菌肽表現(xiàn)出從負(fù)選擇逐漸過渡到正選擇的傾向。上述結(jié)果提示,(1)黑斑蛙基因組上至少具有65個(gè)基因編碼71種抗菌肽。(2)在不同環(huán)境中黑斑蛙抗菌肽表達(dá)譜中有穩(wěn)定的組分和環(huán)境特異性組分。穩(wěn)定組分中的抗菌肽基因比較古老而保守,環(huán)境特異性組分的抗菌肽基因通常出現(xiàn)較晚,且以正