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哺乳动物白细胞介素21(interleukin-21,IL-21)是一种含四?螺旋簇结构的新型细胞因子,属于共用受体?链家族成员,主要由活化的CD4~+T细胞以及自然杀伤T(natural killer T,NKT)细胞产生,且在Th17细胞以及滤泡辅助性T细胞(follicular helper T cell,Tfh)类群中高表达。IL-21作为一种多效性的细胞因子,能够作用于不同的免疫细胞以及非免疫细胞,在固有和获得性免疫系统中均发挥重要作用。尽管哺乳动物IL-21的功能研究已较为透彻,但硬骨鱼IL-21的免疫调节功能还知甚少,仅有虹鳟IL-21的部分功能被报道。本研究拟探究草鱼IL-21的免疫学功能。为此,首先克隆获得草鱼IL-21(Grass carp IL-21,gcIL-21)的编码序列(Coding sequence,CDS),共450 bp,编码149个氨基酸。然后,构建原核表达系统并结合变复性方法获得重组草鱼IL-21蛋白(Recombinant gcIL-21,rgcIL-21),再利用此蛋白制备草鱼IL-21多克隆抗体并验证抗体特异性。之后,使用此抗体,以草鱼头肾白细胞(Head kidney leukocytes,HKLs)为模型,免疫印迹实验检测培养基上清中草鱼IL-21的蛋白表达量,结果表明热失活的嗜水气单胞菌能够明显促进HKLs分泌草鱼IL-21,提示草鱼IL-21可能参与调节炎症反应。随后,rgcIL-21的生物学活性被验证,结果显示rgcIL-21能够上调HKLs中草鱼IFN-γ和SCOC3的mRNA表达。进一步研究发现,rgcIL-21处理草鱼HKLs后,能够以时间和剂量依赖方式显著刺激草鱼IL-10的mRNA表达,并促进草鱼IL-10的蛋白分泌,提示草鱼IL-21可能通过诱导IL-10的产生发挥免疫抑制作用。相关机制研究发现,MAPK信号通路中的MEK和JNK信号通路部分参与了rgcIL-21对草鱼IL-10基因表达的调控,并且,rgcIL-21能够上调STAT3的磷酸化水平,激活STAT3信号通路。与rgcIL-21对IL-10的调控作用一致的是,rgcIL-21能够显著下调热失活的嗜水气单胞菌刺激的HKLs中促炎因子TNF-?和IL-1?的mRNA表达,进一步提示了草鱼IL-21的免疫抑制作用。与此同时,体内实验也表明腹腔注射rgcIL-21一天后能够提高感染了嗜水气单胞菌的草鱼的存活率,并减轻致病菌感染引起的病理反应。本研究首次鉴定了草鱼IL-21的免疫学功能,特别揭示了它在细菌感染的炎症过程中发挥的免疫抑制作用。