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我国是对虾养殖大国,但随着对虾养殖业的迅猛发展,养殖过程中爆发的细菌性疾病和病毒性疾病给对虾产业造成了巨大损失,病害防控成为制约对虾养殖业可持续发展的关键因素。鉴于此,学者们普遍认为积极研究对虾自身免疫机制,深入了解对虾免疫调控网络,是解决目前对虾养殖疾病的有效途径之一。近年来,人们发现Toll是对虾体内的一种重要的病原相关分子模式受体,但迄今为止,其与其它免疫分子的相互作用及其免疫调控网络等尚不清楚。有趣的是,本课题组前期采用免疫共沉淀和质谱的方法,初步发现凡纳滨对虾Toll蛋白与血蓝蛋白(hemocyanin,HMC)可能存在相互作用。为此,本研究在此基础上,采用分子生物学技术和蛋白质组学策略对凡纳滨对虾 Toll2与HMC的相互作用展开了进一步的研究,所获主要研究结果如下: 首先,采用基因克隆和原核表达技术,对凡纳滨对虾Toll2进行基因克隆与原核表达,成功获得了Toll2重组子(pET-32a-Toll2)及其原核表达蛋白(Toll2),并通过MALDI-TOF-TOF质谱鉴定,确认该重组表达蛋白为凡纳滨对虾Toll2蛋白。 继而,在上述研究基础上,采用免疫接种技术制备鼠抗虾Toll2多克隆抗体,经 Dot-ELISA和Western-blotting验证,鼠抗虾 Toll2抗血清可以与Toll2重组蛋白发生特异性的结合。正向Far-Western-blotting实验表明, Toll2蛋白与HMC孵育后,其可与抗HMC抗体呈明显的阳性;反向Far-Western-blotting分析显示,HMC与Toll2蛋白孵育后,其同样可与抗 Toll2抗体发生特异性的结合。由此说明,Toll2蛋白确实可以与HMC发生相互作用。 最后,运用病原刺激、实时定量PCR、RNA干扰等实验技术分析HMC对Toll2及其信号传导途径的影响。结果发现,乙型链球菌和副溶血弧菌刺激对虾后, Toll2与HMC的mRNA表达变化呈明显的正相关性,二者的表达均呈现先上升后下降的表达模式,且二者均在刺激后24h时表达量达到最高。进一步研究显示,对虾 HMC被干扰后,Toll2及其信号传导途径效应基因抗菌肽 Penaeidin-4的mRNA表达水平受到显著性的影响,其中,乙型链球菌刺激对虾12、24h后,Toll2的mRNA表达水平分别为 HMC被干扰前的13.6、50.3%,具有极显著性和显著性差异。同样,Penaeidin-4在12、48和72 h时的mRNA表达水平分别为HMC被干扰前的14.2、32.1和26.3%,具有极显著性、显著性和显著性差异。此外,在副溶血弧菌刺激对虾后,Toll2和Penaeidin-4的mRNA表达水平与HMC被干扰前相比,同样发生了较大幅度的下降。由此推测,HMC应该对Toll2及其信号传导途径效应基因具有一定的正调控作用。 综上所述,本研究首次发现 Toll2蛋白可以与HMC发生相互作用,且 HMC对Toll2及其信号传导途径效应基因表现出较好的正调控作用。所获研究结果为深入探索对虾Toll2的免疫调控网络奠定了良好的基础,对促进对虾养殖业的可持续、健康发展具有重要意义。