惠文巧，侯宏艷，湯繼順，班 謙，陳 勝＊

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，安徽合肥230031；2.安徽大學生命科學學院干細胞及轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究中心，安徽合肥230000）

主要組織相容性復合體（Major Histocompatibility Complex，MHC）是廣泛存在于脊椎動物體內(nèi)的一類高度緊密連鎖的基因群，分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類區(qū)域。近年研究發(fā)現(xiàn)，綿羊MHCⅡ類基因具有高度的遺傳多態(tài)性，大量的研究致力于MHCⅡ類基因與多種疾病的抗性易感性相關研究，已發(fā)現(xiàn)諸多與疾病抗性、易感性相關的分子遺傳標記，然而，相關文獻缺乏系統(tǒng)總結歸納。因此，本文總結了近十年來國內(nèi)外不同綿羊品種MHCⅡ類基因與疾病相關的研究進展情況，對發(fā)現(xiàn)的遺傳分子標記及其抗病機理進行歸納，為后續(xù)綿羊MHCⅡ類基因與疾病相關性研究提供參考。

1 綿羊MHCⅡ類基因的結構和特點

綿羊MHC又稱為綿羊淋巴細胞表面抗原（Ovine Lymphocyte Antigen，OLA），位于綿羊20 號染色體上，分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類區(qū)域，目前，已證實Ⅰ類區(qū)域上有4個基因座；Ⅱ類區(qū)域基因座較多，分別為：DRA、DRB（DRB1、DRB2、DRB3 和DRB4）、DQA（DQA1 和DQA2）、DQB（DQB1 和DQB2）、DNA、DOB、DYA、DYB、DMA和DMB；Ⅲ類區(qū)域基因座較少，已報道的有TNXB等［1］。OLAⅡ類區(qū)域研究一直是綿羊MHC研究的熱點，盡管該區(qū)域有很多基因結構，但是只有OLA－DR及OLA－DQ基因能夠在蛋白質(zhì)水平上被檢測到。OLAⅡ類分子上DR 和DQ 亞區(qū)的DRB和DQB兩個基因位點所編碼的MHC抗原在其免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著最主要的作用，其第二外顯子編碼抗原的功能區(qū)（抗原結合區(qū)），具有豐富的多態(tài)性，它組成OLAⅡ類抗原分子功能最重要的部分。Gao等［2］通過對26 個BAC 克隆的鳥槍法測序完成了綿羊MHC區(qū)域序列物理圖譜，共鑒定和注釋了綿羊MHC區(qū)域內(nèi)177個基因和18個microRNA。Liu等［3］填補了綿羊MHC的一個184kb的gap，發(fā)現(xiàn)了13個新基因。2012年，綿羊基因組測序基本完成，進一步完善了MHC區(qū)段的基因堿基序列信息。

MHC分子是一種受體多基因家族，主要結合外來抗原肽并將其遞呈給T 淋巴細胞。在此過程中，抗原結合位點PBR 起重要作用。研究表明，MHC抗病性的分子機理主要體現(xiàn)在MHC－PBR與特定抗原肽結合與否及其結合能力的強弱。MHCⅠ類、Ⅱ類基因多態(tài)性直接影響MHC的抗原結合位點的蛋白質(zhì)結構，進而造成對特定抗原肽結合能力的差異［4－5］。這就提示，MHC基因多態(tài)性研究對動物免疫具有重要意義。

2 綿羊MHC 基因與疾病相關性研究

2.1 綿羊MHC 基因與抗病性

研究表明，MHC抗原在宿主的免疫反應中對外源微生物控制和清除有重要作用。近年來，越來越多的研究表明綿羊MHCⅡ類基因多態(tài)性在抗病毒、細菌、寄生蟲等病的免疫中具有作用（表1）。

2.1.1 與病毒引起的疾病 綿羊?qū)δ承┎《镜目剐曰蛞赘行耘cMHC等位基因有關，Herrmann－Hoesing等［6］研究了三個不同品種綿羊（Columbia、Polypay和Rambouillet）MHC－DRB1基因外顯子2多態(tài)性與綿羊漸進性肺炎病毒（OPPV）感染程度的關系，結果發(fā)現(xiàn)Rambouillet羊感染OPPV 的可能性低于其他兩個品種，且DRB1＊0403和DRB1＊07012這兩種等位基因與低水平OPPV 感染有關。除此之外，MHC基因多態(tài)性還與梅迪－維斯納病毒（Maedi－Visna virus，MVV）和羊肺腺瘤病毒（sheep pulmonary adenomatosis，SPA）引起的綿羊肺炎有關，DRB1＊0325等位基因與綿羊MVV 易感性相關，DRB1＊0143和DRB1＊0323與SPA 的易感性相關，而DRB1＊0702 等位基因則與其抗性相關［7］。Larruskain 等［8］采用微衛(wèi)星方法研究了MHCI類和Ⅱ類基因多態(tài)性與MVV 和SPA 引起的綿羊肺炎相關性，發(fā)現(xiàn)I類等位基因OMHC1＊205 和OMHC1＊193與MVV 和SPA 的易感性相關；MHCⅡ微衛(wèi)星等位基因DRB2＊275與MVV引起的損傷有關。

2.1.2 與細菌引起的疾病 試驗表明，MHC多態(tài)性與因細菌引起的疾病抗性易感性有關，陳月娥等［9］發(fā)現(xiàn)MHC－DRB1第2外顯子109C＞T 位點的等位基因與布魯氏菌病易感性顯著相關。劉秀等［10］發(fā)現(xiàn)藏綿羊DQA2＊F和DQA2＊L兩個等位基因具有較強的抵抗腐蹄病的遺傳潛力；Gelasakis等［11］發(fā)現(xiàn)MHC－DQA2＊1101 可以作為Chios羊抗腐蹄病的遺傳標記。

2.1.3 與寄生蟲引起的疾病 Stear等［12］在對綿羊DRB1基因的研究中發(fā)現(xiàn)，具有G2等位基因的羔羊比有G1 等位基因羔羊的胃腸線蟲荷蟲數(shù)要低。Sayers等［13］研究了薩?？搜蚝吞乜速悹栄虻腄RB1基因，發(fā)現(xiàn)薩?？搜蛑幸粋€等位基因DRB1＊0203與荷蟲數(shù)減少相關，兩個等位基因與荷蟲數(shù)增加相關，但是在特克賽爾羊中沒有發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。之后，DRB1G2等位基因和DRB1＊0203被統(tǒng)一命名為DRB1＊0101（http：／／www.ebi.ac.uk／ipd／mhc／index.html）。

Li等［14］研究了MHC－DRB1 基因多態(tài)性與中國美利奴羊、哈薩克羊和多浪羊細粒棘球蚴病的抗性易感性關系，發(fā)現(xiàn)HaeⅢde基因型與細粒棘球蚴病抗性顯著相關，而HaeⅢef基因型與細粒棘球蚴病易感性顯著相關。李仁燕［16］等發(fā)現(xiàn)哈薩克綿羊MHC－DRB1MvaIbc－SacⅡab－Hin1Iab 單倍型與細粒棘球蚴病抗性相關［15］。申紅等研究了MHCDQB1基因多態(tài)性與多浪羊細粒棘球蚴病抗性易感性關系，發(fā)現(xiàn)MvaⅠD（P＜0.01）為多浪羊棘球蚴病的抗性基因，而MvaⅠBZ（P＜0.05）與多浪羊棘球蚴病易感性相關。Hui等［17］研究MHC－DQB1 基因多態(tài)性與中國美利奴羊細粒棘球蚴病抗性易感性關系，統(tǒng)計學分析發(fā)現(xiàn)DQB1－TaqIaa和DQB1－HaeⅢnn基因型可能與細粒棘球蚴病抗性有關，而DQB1－TaqIab和DQB1－HaeⅢmn基因型可能與該病的易感性相關。

表1 綿羊MHC 基因多態(tài)性與疾病抗性或易感性研究Table 1 Association of the ovine major histocompatibility with disease resistance or susceptibility

2.2 綿羊MHC 抗病機理

除了研究MHC多態(tài)位點與疾病相關性外，國內(nèi)外學者也開展了大量的致力于MHC抗病機理方面的研究工作。目前，MHC抗病機理主要體現(xiàn)在以下幾方面。

2.2.1 抗原結合區(qū)氨基酸的變化造成抗原結合性出現(xiàn)差異 研究發(fā)現(xiàn)，MHC抗病性的分子機理主要體現(xiàn)在MHC－PBR與特定抗原肽結合與否及其結合能力的強弱［18］，抗原結合位點編碼氨基酸不同，也有可能導致其對疾病抗性易感性不同。Nagaoka等發(fā)現(xiàn)MHC－DRB1氨基酸β70／71位點編碼Arg－Lys（RK）的羊抵抗牛白血病病毒（bovine leukemia virus，BLV）的感染，從而抑制淋巴瘤的形成，相反，β70／71位點編碼Ser－Arg（SR）羊?qū)LV卻有明顯的易感性，表明抗原結合位點編碼氨基酸的不同導致對疾病抗性易感性的差異［19］。Herrmann－Hoesing 等［6］研究了三個不同品種綿羊MHC－DRβ鏈β1區(qū)氨基酸與綿羊漸進性肺炎病毒感染的關系，發(fā)現(xiàn)氨基酸Y31、N37、T51、Q60、N74與低水平OPPV 感染有關，而氨基酸H32、A38、I67與高水平OPPV 感染有關。Larruskain 等［8］研究了MHC－DRB1抗原結合區(qū)（PBR）氨基酸基序與綿羊肺腺癌（SPA）病之間的關系，發(fā)現(xiàn)一些位點的氨基酸與SPA 病抗性易感性相關，包括：P1、P4、P7和P9殘基。以上研究表明，MHC基因位點發(fā)生的突變，導致其對應編碼的抗原氨基酸殘基發(fā)生變化，從而造成抗原識別功能區(qū)結構發(fā)生變化，這可能是MHC對同一病原表現(xiàn)的不同抗性易感性的原因。

2.2.2MHC基因型不同導致機體免疫水平出現(xiàn)差異 也有研究發(fā)現(xiàn)，不同MHC基因型的綿羊?qū)Σ≡⑸锏拿庖咚缴铣霈F(xiàn)差異，這有可能與其抗病有關。Konnai等［20］研究了帶有RK／RK 抗性基因型和SR／SR 易感性基因型感染BLV 的差異，發(fā)現(xiàn)RK／RK 基因型抗性羊體內(nèi)IFN－γ 的表達很高，而SR／SR 易感性基因型的羊表達高水平IL－2。Hassan等［21］研究了帶有DRB1＊0101等位基因的綿羊抗線蟲病的機制，發(fā)現(xiàn)其抗病主要依賴于粘膜肥大細胞的增殖、以及IgA、IgE 抗體反應。杜迎春等［22］對中國美利奴羊DRB、DQB 分析發(fā)現(xiàn)抗性基因型綿羊?qū)毩＜蚪{蟲的抵抗力顯著高于非抗性綿羊，感染后不同時期，抗性羊體內(nèi)白細胞、淋巴細胞、CD8＋T 細胞、IFN－γ等免疫指標顯著高于非抗性羊，Li等發(fā)現(xiàn)不同基因型的哈薩克綿羊?qū)毩＜蝌实拿庖咚讲煌?，帶有抗性基因型的羊體內(nèi)Th1細胞因子mRNA 高表達表達［23］，隨后，Hui等［24］發(fā)現(xiàn)其也可能與感染早期機體高水平的IgE抗體和Th1細胞因子有關。以上研究揭示，MHC基因型不同造成的抗病力不同，一定程度上與機體的免疫水平有關，一些免疫細胞、抗體、細胞因子在抗病過程中發(fā)揮著重要的作用。

2.2.3MHC與其他基因、以及信號通路共同發(fā)揮抗病作用 研究表明，MHC基因型不同，造成的抗病力差異，很大程度上也跟一些其他基因有關。杜鑫立［25］采用抑制消減雜交方法檢測不同MHC基因型綿羊感染六鉤蚴后小腸出現(xiàn)的差異表達基因，發(fā)現(xiàn)抗性組IgM 基因高度表達，認為MHC可能與IgM基因一起發(fā)揮作用，從而抵抗寄生蟲感染?；菸那桑?6］采用基因芯片方法研究了MHC抗性基因型綿羊感染棘球蚴后小腸、肝臟組織出現(xiàn)的差異基因，認為除MHC外，殺傷細胞免疫球蛋白樣受體（KIR2DS1）、補體凝集素C8、絲氨酸蛋白酶抑制劑、生長抑制DNA 損傷基因（GADD45B）、PLA2G2A等基因也參與了抵抗棘球蚴病的過程，同時補體凝集素信號通路在抵抗過程中也發(fā)揮著重要的作用。

3 綿羊MHC 與綿羊抗病育種

近年來，養(yǎng)羊業(yè)嚴重受到各種各樣疫病的危害，盡管疫苗和藥物的使用在一定程度上使疫病得到緩解，但其并不能從根本上控制疾病，因此，若能培育抗病的品種或品系，則可從根源上控制疾病的發(fā)生發(fā)展。由于抗病力的研究遠遠沒有經(jīng)濟性狀的選擇提高快，加上可用于育種程序的抗病選擇有限，一定程度上阻礙了抗病育種的發(fā)展。然而，隨著分子生物學技術的快速發(fā)展，使得從分子水平上尋找抗病基因研究、抗病機理成為可能，國外已有許多育種者認識到MHC在抗病育種中的重要作用，并逐漸將育種目標轉(zhuǎn)向適應性抗病力上，從而培育出一些具有較好抗病力的新品種或品系。在新西蘭，MHCDQA2基因已經(jīng)作為抗腐蹄病的遺傳標記，該遺傳標記已被商業(yè)化用于抗病選育；在英國，MHCDRB1＊0101等位基因被用于胃腸道線蟲抗性選育的標記。在其他疾病上，國內(nèi)外學者也正在進行相關研究。

4 展望

我國擁有豐富的地方綿羊品種資源，如：哈薩克羊、藏綿羊、蒙古羊等，這些品種均有鮮明的地方特色，具有耐粗飼、抗寒性強、抗病力強等優(yōu)良種質(zhì)特性，可以作為我國乃至世界上寶貴的抗病育種素材，因此，很有必要研究并發(fā)現(xiàn)與抗病性狀相關的等位基因或單倍型。

綿羊MHCⅡ類基因多態(tài)性豐富，且其基因多態(tài)性決定其與抗原肽結合能力的強弱，這就使得MHCⅡ類基因與多種疾病的抗性易感性相關，從而作為一個良好的遺傳標記候選基因被廣泛使用。隨著綿羊MHC區(qū)段測序及綿羊基因組測序的完成，MHC基因組序列信息已基本破譯，這就提示新型SNPs標記的開發(fā)會是下一步的研究方向。

除MHC基因以外，還有其它一些重要的基因參與到了動物的抗原識別中去，如TLRs、MBL、IFN－γ等。同時，綿羊MHCⅡ類基因區(qū)段轉(zhuǎn)錄因子及相關非編碼RNA 的調(diào)控模式，啟動子區(qū)甲基化表觀修飾的調(diào)節(jié)方式等也均不清楚，MHCⅡ類基因之間是否存在互作，這些基因與其它抗原識別基因又是否存在關聯(lián)，這些問題均不明確，因此，當前研究亟待開發(fā)新的MHCⅡ類基因轉(zhuǎn)錄因子、非編碼RNA、MHCⅡ類基因側翼區(qū)及其它相關抗原識別基因的遺傳標記，開展多基因聯(lián)合育種，最終提高綿羊抗病能力，從遺傳上控制疾病，闡明基于MHCⅡ類基因的綿羊抗病分子遺傳基礎，促進高產(chǎn)、抗病新品種的培育開發(fā)。

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