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先天性免疫对动物的生存起到至关重要的作用。NLR受体作为重要的细胞内模式识别受体的重要成员,广泛参与细胞内病原微生物的识别和炎症应答,是联系天然免疫和特异性免疫的重要桥梁。NLR受体在哺乳动物中研究广泛,但是在鱼类的研究中较少。NLR受体在鱼类中主要包括三个不同的家族:NLR-A家族,NLR-B家族和NLR-C家族。本文中主要对鮸鱼的这三个家族进行了研究。1.NLR-A家族分析,此家族包括NOD1,NOD2,NLRC3,NLRC5和NLRX1五个基因。我们在鮸鱼基因组和转录组中获得这五个基因的全长并进行结构分析。结构分析显示鮸鱼NLR-A家族成员拥有5’UTR内含子这一特点,5’UTR内含子在基因的调控方面具有重要的作用。通过线性分析和数量分析,我们提出假想的NOD1和NOD2基因进化模式,在进化过程中NOD1经历了复制,而NOD2经历了缺失。同时,我们提出的NLRX1基因的进化过程显示NLRX1复制成NLRX1a与NLRX1b之后在辐鳍鱼纲中NLRX1a丢失,而NLRX1b形成NLRX1。分子进化显示NOD1在硬骨鱼类的祖先枝中检测到一个正选择位点,然而,NOD1和NOD2的硬骨鱼现生枝中都经历纯化选择。NLRX1在四足类和辐鳍鱼类中的祖先枝经历正向选择压力。这些位点主要位于NACHT结构域中,主要用于信号传导,且说明NLRX1在辐鳍鱼类中的祖先的进化有利于免疫反应。经由鳗弧菌刺激的实验说明NOD1和NOD2在不同的组织肝脏、脾脏和肾脏中的表达水平是不一样的。更重要的是,经poly(I:C)刺激后NOD1和NOD2的表达水平升高。同时我们对NOD1和NOD2在转录组水平和调控microRNA方面也进行了研究。对NLRC3、NLRC5和NLRX1病原感染实验显示这三个基因不仅受鳗弧菌影响,也受poly(I:C)的影响。2.NLR-B和NLR-C家族分析,基于全基因组水平在鮸鱼中查找到50个NLR样序列,将这些序列与斑马鱼和人的序列构建系统树,由此在鮸鱼中确定了2个NLR-B家族基因和48个NLR-C家族基因。与除了斑马鱼之外的其他硬骨鱼类相比,NLR-C家族的数量说明在鮸鱼中发生了基因扩张。NLR-C家族基因的扩张可能是对特别的水生环境的适应性进化。通过结构分析显示NLR-C家族受体的N端具有不同特点的结构域包括RING结构域,FISNA结构域或者是PYRIN结构域。有趣的是,18个NLR-C家族成员的C端包含有一个额外的B30.2结构域(将这些基因命名为NLR-B30.2基因),此结构域在抗病毒的免疫反应中可能发挥着重要的功能。同时,分子进化分析显示NLR-B30.2基因的正选择位点位于NACHT结构域,此结构域在免疫反应中的信号传导中具有举足轻重的作用。重要的是,在鮸鱼肾脏组织和巨噬细胞的病原刺激实验说明NLR-B30.2基因呈现出对病毒更敏感的反应,说明这些基因是在抗病毒方面具有很好的作用,这可能在抗病毒方面代表了一个新的家族。3.在本研究中对鮸鱼免疫基因NLR受体家族进行全面的分析,并确定了NLR-A,NLR-B和NLR-C家族成员。NLR家族成员数量的扩张有利于该家族在免疫反应中发挥重要的作用。分子进化中显示的存在正选择位点说明该家族基因在不断适应环境中发生进化。表达分析数据为抗细菌和病毒的免疫反应提供了新的资源和参考,为鱼类的水产养殖提供理论依据。