丁斐斐 李長(zhǎng)紅 陳炯 張琪
(寧波大學(xué)海洋學(xué)院 生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室,寧波 315211)
香魚精氨酸酶II基因的cDNA克隆及其表達(dá)與鰻弧菌感染的相關(guān)性
丁斐斐 李長(zhǎng)紅 陳炯 張琪
(寧波大學(xué)海洋學(xué)院 生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室,寧波 315211)
精氨酸酶II(arginase II,Arg-II)是精氨酸酶的一種,不僅可以參與機(jī)體尿素循環(huán),還與機(jī)體病理過程密切相關(guān)。通過香魚(Plecoglossus altivelis)單核/巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序獲得香魚Arg-II基因全長(zhǎng)cDNA序列,結(jié)果表明,Arg-II基因由4 707個(gè)核苷酸組成,包含一個(gè)大的開放閱讀框,編碼348個(gè)氨基酸,預(yù)測(cè)分子量為38.09 kD,等電點(diǎn)為6.15。氨基酸序列多重比對(duì)結(jié)果顯示,香魚Arg-Ⅱ具有典型的Arg-Ⅱ結(jié)構(gòu)特征,與虹鱒(Oncorhynchus mykiss)Arg-Ⅱ同源性最高,為85.3%;系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明,魚類Arg-Ⅱ形成一個(gè)大簇,香魚Arg-Ⅱ與虹鱒Arg-Ⅱ進(jìn)行相關(guān)性最高。實(shí)時(shí)熒光定量PCR(quantitive real-time PCR,qRTPCR)結(jié)果顯示,香魚Arg-Ⅱ基因mRNA主要在健康香魚肝、腦、頭腎和單核/巨噬細(xì)胞中表達(dá);鰻弧菌(Vibrio anguillarum)感染后,香魚肝、腦、頭腎和單核/巨噬細(xì)胞Arg-Ⅱ基因mRNA的表達(dá)量顯著上調(diào)。綜上,香魚Arg-Ⅱ基因的表達(dá)與鰻弧菌感染緊密相關(guān),揭示其可能在魚類抗感染免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。
香魚;精氨酸酶II;鰻弧菌;單核/巨噬細(xì)胞;表達(dá)
精氨酸酶(arginase)是在細(xì)菌、酵母、植物、無脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物中普遍存在的酶。在植物和排氨動(dòng)物中精氨酸酶位于線粒體,而在排尿素動(dòng)物中,精氨酸酶位于細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)和線粒體中的精氨酸酶是同功酶,由不同的基因精氨酸酶I(arginase I,Arg-I)和精氨酸酶II(arginase II,Arg-II)編碼[1]。Arg-I和Arg-II的基本功能是在機(jī)體尿素循環(huán)中將L-精氨酸水解成L-鳥氨酸和尿素,但二者在免疫系統(tǒng)中也有表達(dá),并且在哺乳動(dòng)物免疫系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用,參與炎癥反應(yīng)的各個(gè)階段[2]。在巨噬細(xì)胞中,Arg-I和誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)參與L-精氨酸/NO代謝,分別與M1和M2型巨噬細(xì)胞表型有關(guān),被廣泛用作鑒定M1和M2型巨噬細(xì)胞的分子標(biāo)記[3]。與Arg-I相比,Arg-II在巨噬細(xì)胞炎癥應(yīng)答中的功能相關(guān)的研究報(bào)道很少,普遍認(rèn)為它具有與Arg-II相同的功能。然而,越來越多的證據(jù)表明,Arg-I和Arg-II在巨噬細(xì)胞功能調(diào)節(jié)中具有不同的作用。例如,在小鼠中,LPS可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞Arg-II mRNA的表達(dá),但不能誘導(dǎo)Arg-I mRNA的表達(dá)[1]。
目前,Arg-I和Arg-II基因在虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[4,5]和鯉魚(Cyprinus carpio)[6]等少數(shù)硬骨魚類中被克隆和鑒定。在虹鱒中,虹鱒幼魚絕食6周后,肝組織精氨酸酶活性明顯增加,并且Arg-II基因mRNA的表達(dá)量也明顯增加,但Arg-I基因mRNA的表達(dá)量無明顯變化,因此,肝組織Arg-II基因mRNA的表達(dá)量增加可能導(dǎo)致精氨酸酶活性增加[4];而且兩個(gè)虹鱒品系感染腦粘體蟲(Myxobolus cerebralis)后,T和H品系分別在感染后2 h 和8 d時(shí)Arg-II基因mRNA的表達(dá)量均顯著上調(diào)[5];在鯉魚中,環(huán)腺苷酸(cyclic adenosine mono phosphate,cAMP)刺激后頭腎來源巨噬細(xì)胞中的精氨酸酶活性顯著增加,而且cAMP刺激能誘導(dǎo)Arg-II基因mRNA的表達(dá),但Arg-I基因mRNA的表達(dá)也不受影響[6],揭示魚類Arg-II可能具有與哺乳動(dòng)物Arg-II相似的功能。
香魚(Plecoglossus altivelis)是東亞地區(qū)中國(guó)、日本和朝鮮等國(guó)特有的一種小型名貴經(jīng)濟(jì)魚類。它體色美、味清香、肉質(zhì)細(xì)膩,在國(guó)際上被譽(yù)為“淡水魚之王”,深受消費(fèi)者青睞。近年來,由于捕撈強(qiáng)度增大、水利設(shè)施建設(shè)以及環(huán)境污染日益嚴(yán)重等原因,野生香魚已瀕臨滅絕。為了滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)尤其是國(guó)際市場(chǎng)對(duì)香魚的需求,香魚人工養(yǎng)殖在中國(guó)大陸也迅速興起。目前,香魚的人工養(yǎng)殖在沿海各省均有開展,主要集中于浙江、福建、江蘇、山東、遼寧等地,養(yǎng)殖的香魚大部分出口日本和歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,效益十分可觀。然而,隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大,由傳染性疾病引起的養(yǎng)殖香魚大量死亡事件時(shí)有發(fā)生,給中國(guó)沿海地區(qū)的香魚養(yǎng)殖業(yè)造成巨大損失[7]。因此,有必要從魚類自身免疫調(diào)控入手,對(duì)其抗細(xì)菌感染的分子機(jī)制進(jìn)行深入研究。本研究通過香魚單核/巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,獲得香魚Arg-II基因的cDNA序列,對(duì)序列進(jìn)行比對(duì)及進(jìn)化關(guān)系分析,并明確其mRNA的組織表達(dá)特征,隨后檢測(cè)鰻弧菌感染后香魚重要組織及單核/巨噬細(xì)胞中Arg-II基因mRNA的表達(dá)變化。
1.1 材料
健康香魚(20-25 g)購(gòu)自寧波水產(chǎn)大世界,規(guī)格均一、無病無傷。充氣運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室暫養(yǎng),暫養(yǎng)水溫(20±1)℃,期間不間斷充氣,早晚各換水一次,不投喂餌料。
鰻弧菌分離株ayu-H080701分離自患弧菌病香魚[7],由本實(shí)驗(yàn)室保存。RNAiso試劑、AMV逆轉(zhuǎn)錄酶、dNTPs、SYBR Premix Ex Taq 試劑盒和Ex Taq DNA 聚合酶均購(gòu)自 TaKaRa 公司(日本)。Ficoll購(gòu)自Invitrogen公司(上海),RPMI1640培養(yǎng)基、胎牛血清(FCS)購(gòu)自Gibco公司(美國(guó))。引物合成及序列測(cè)定由英維捷基貿(mào)易有限公司合成(上海)。
1.2 方法
1.2.1 香魚Arg-II基因cDNA序列的獲得及序列分析 采用Illumina HiSeq 2000測(cè)序平臺(tái)對(duì)香魚頭腎來源的單核/巨噬細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,從測(cè)序結(jié)果中篩選Arg-II相關(guān)Unigenes,通過特異性引物PCR擴(kuò)增cDNA和測(cè)序驗(yàn)證序列準(zhǔn)確性。同源蛋白序列比對(duì)采用BLASTP 軟件(http://www.ncbi.nlm.nih. gov/BLAST/);信號(hào)肽序列預(yù)測(cè)采用SignalP 4.1軟件(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/);蛋白分子量大小及等電點(diǎn)測(cè)定采用Compute pI/Mw程序(http://web.expasy.org/compute_pi/),多重序列比對(duì)采用ClustalW軟件(http://clustalw.ddbj.nig.ac.jp/);系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建采用MEGA 5.0軟件[8];線粒體靶向肽預(yù)測(cè)采用MitoProt軟件(http://ihg.gsf.de/ihg/mitoprot. html)。氨基酸序列多重比對(duì)及進(jìn)化樹構(gòu)建所用序列信息詳見表1。
表1 氨基酸序列多重比對(duì)及進(jìn)化樹構(gòu)建所用序列
1.2.2 樣品采集
1.2.2.1 組織樣品采集 香魚暫養(yǎng)1周后,隨機(jī)選取5尾,分別取肝、脾、腎、頭腎、腦、心、鰓、肌肉和腸組織立即投入液氮保存,隨后轉(zhuǎn)于-70℃超低溫冰箱保存,收集的組織作為健康香魚樣品。其余香魚分為對(duì)照組和注射組用于鰻弧菌感染實(shí)驗(yàn),鰻弧菌感染香魚的實(shí)驗(yàn)過程及感染劑量參考楊旦陽(yáng)等[9]的方法,具體步驟如下。注射組香魚以1.0×104CFU/尾的濃度腹腔注射鰻弧菌菌懸液,對(duì)照組香魚注射等體積的無菌生理鹽水,于感染后4、8、12和24 h取肝、脾、腎、頭腎、腦和腸等組織,立即投入液氮中,隨后轉(zhuǎn)于-70℃超低溫冰箱保存。
1.2.2.2 香魚頭腎來源的單核/巨噬細(xì)胞分離培養(yǎng) 將香魚麻醉,用無菌注射器從尾靜脈取血,然后快速取出頭腎,用無菌剪刀將頭腎剪碎置尼龍網(wǎng)內(nèi),加入適量含2% FCS的RPMI1640培養(yǎng)基,用10 mL注射器活塞頭輕柔研磨頭腎組織,使頭腎細(xì)胞通過尼龍網(wǎng)進(jìn)入離心管中;采用Ficoll密度梯度離心法離心,棄上清,用含2% FCS的RPMI1640培養(yǎng)基洗滌細(xì)胞,最后將細(xì)胞重懸于含2% FCS的RPMI1640培養(yǎng)基中。將細(xì)胞懸液鋪于直徑為35 mm的細(xì)胞培養(yǎng)皿中,24℃過夜培養(yǎng),PBS洗去非黏附細(xì)胞,然后向培養(yǎng)基中加入10% FCS的RPMI1640培養(yǎng)基。用姬姆薩染色后顯微鏡下觀察,確定95%的黏附細(xì)胞是單核/巨噬細(xì)胞。
1.2.2.3 鰻弧菌感染香魚單核/巨噬細(xì)胞 用PBS將鰻弧菌稀釋至合適濃度,按照感染復(fù)數(shù)(multiplicity of infection,MOI)為20∶1的比例接種至香魚單核/巨噬細(xì)胞中,對(duì)照組加入等體積的PBS,于感染后4、8、12和24 h時(shí)小心吸走培養(yǎng)基,PBS洗滌3次后加入1 mL RNAiso試劑,室溫孵育5 min以裂解細(xì)胞,收集裂解液作為香魚單核/巨噬細(xì)胞樣品,保存于-70℃超低溫冰箱備用。
1.2.2.4 香魚Arg-II基因 mRNA的組織表達(dá)特征采用qRT-PCR測(cè)定健康香魚不同組織中Arg-II基因 mRNA的表達(dá)特征。參考黃左安等[10]的方法進(jìn)行總RNA抽提、第一鏈cDNA合成和qRT-PCR分析。根據(jù)香魚ArgⅡ基因全長(zhǎng)cDNA序列設(shè)計(jì)qRTPCR的檢測(cè)引物,預(yù)期擴(kuò)增片段為158 bp(表2)。以香魚β-actin基因作為內(nèi)參,預(yù)期的擴(kuò)增片段長(zhǎng)度為231 bp。以香魚各組織第一鏈cDNA為模板進(jìn)行qRT-PCR擴(kuò)增,25 μL的擴(kuò)增體系包括:ddH2O 10 μL、SYBR Premix Ex Taq(2×)緩沖液12.5 μL、正向和反向引物(10 μmol/L)各1 μL、cDNA模板0.5 μL。擴(kuò)增反應(yīng)在北京博奧生物芯片有限公司生產(chǎn)的晶芯RT-Cycler實(shí)時(shí)熒光定量PCR 儀上進(jìn)行,反應(yīng)條件為:94℃ 180 s(預(yù)變性,1個(gè)循環(huán));94℃ 30 s,58℃ 30 s,72℃ 30 s(擴(kuò)增段,共40個(gè)循環(huán));94℃ 30 s,72℃ 60 s,95℃ 30 s(熔解段,1個(gè)循環(huán))。qRT-PCR檢測(cè)時(shí)每個(gè)樣品重復(fù)3次,包括目的基因(Arg-II)和內(nèi)參基因(β-actin)。利用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線法2-ΔΔCt對(duì)定量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,分析Arg-II基因mRNA的相對(duì)表達(dá)量[11]。
1.2.3 感染鰻弧菌對(duì)香魚重要組織和單核/巨噬細(xì)胞Arg-II基因mRNA表達(dá)的影響 以鰻弧菌感染香魚的肝、脾、腎、頭腎、腦和腸等組織以及鰻弧菌體外感染的香魚單核/巨噬細(xì)胞cDNA為模板,采用qRT-PCR技術(shù)檢測(cè)Arg-II基因mRNA的表達(dá)變化??俁NA抽提、第一鏈cDNA合成和qRT-PCR分析見1.2.3。
表2 qRT-PCR所用引物
2.1 香魚Arg-II基因cDNA序列分析
轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和特異引物PCR擴(kuò)增測(cè)序揭示,香魚Arg-II基因cDNA序列長(zhǎng)4 707個(gè)核苷酸(Gen-Bank登錄號(hào):KR018612),包含一個(gè)1 047 bp的大開放閱讀框架,推測(cè)編碼一個(gè)由348個(gè)氨基酸組成、相對(duì)分子質(zhì)量為38.09 kD的蛋白,等電點(diǎn)為6.15,N-末端無信號(hào)肽序列。氨基酸序列多重比對(duì)結(jié)果(圖1)顯示,香魚Arg-II具有典型的Arg-II結(jié)構(gòu)特征,N-末端含由41個(gè)氨基酸組成的線粒體靶向肽,分子內(nèi)含4段精氨酸家族的特征性序列。
序列分析表明,香魚Arg-II與其它魚類Arg-II氨基酸序列同一性為81.6%-85.3%,其中與虹鱒Arg-II氨基酸序列同一性最高,達(dá)85.3%;與哺乳動(dòng)物、鳥類及兩棲動(dòng)物Arg-II的氨基酸序列同一性僅為51.2%-63.3%。系統(tǒng)進(jìn)化樹(圖2)分析揭示,哺乳動(dòng)物、鳥類、兩棲類和魚類的Arg-II分別成簇,香魚Arg-II位于魚類Arg-II這一個(gè)大簇,且與虹鱒Arg-II進(jìn)化關(guān)系最近。
2.2 健康香魚Arg-II基因mRNA的組織表達(dá)特征
取健康香魚心、肝、脾、體腎、頭腎、鰓、腦、腸和肌肉等進(jìn)行qRT-PCR檢測(cè),香魚Arg-II基因擴(kuò)增產(chǎn)物為158 bp,內(nèi)參β-actin基因擴(kuò)增產(chǎn)物為231 bp。結(jié)果(圖3)表明,健康香魚Arg-II基因mRNA主要在肝、腦和單核/巨噬細(xì)胞中表達(dá),其次是頭腎、腸、體腎和脾,其他組織中微弱表達(dá)。
2.3 香魚Arg-II基因mRNA的表達(dá)與鰻弧菌感染的相關(guān)性
根據(jù)Arg-II基因在健康香魚組織中的表達(dá)特征,選取鰻弧菌感染的香魚肝、腦和頭腎組織,以及鰻弧菌感染的體外培養(yǎng)的頭腎來源單核/巨噬細(xì)胞,進(jìn)行qRT-PCR分析。結(jié)果(圖4)表明,香魚肝組織中Arg-II基因mRNA表達(dá)量在感染4 h時(shí)開始增加,8 h時(shí)顯著高于對(duì)照組,為對(duì)照組的5.2倍,12 h時(shí)略有降低,24 h時(shí)回復(fù)至對(duì)照組水平;頭腎組織中Arg-II基因mRNA表達(dá)量在感染8 h和12 h時(shí)顯著高于對(duì)照組,分別為對(duì)照組的1.97倍和2.38倍;腦組織中Arg-II基因mRNA的表達(dá)量在感染4 h時(shí)開始增加,12 h時(shí)顯著高于對(duì)照組,為對(duì)照組的1.79倍,隨后降低,24 h時(shí)與對(duì)照組無明顯差異;香魚頭腎來源單核/巨噬細(xì)胞在鰻弧菌感染后,Arg-II基因mRNA的表達(dá)量逐漸增加,12 h時(shí)表達(dá)量最高,為對(duì)照組的3.1倍,24 h略有降低,但仍顯著高于對(duì)照組,為對(duì)照組的2.6倍。
本研究通過香魚單核/巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序獲得了Arg-II基因的全長(zhǎng)cDNA序列。序列分析表明,預(yù)測(cè)的香魚Arg-II蛋白氨基酸序列與其他物種Arg-II的結(jié)構(gòu)相似,N-末端包含一個(gè)線粒體靶向肽。Arg-II是線粒體蛋白,需要通過N-末端線粒體靶向肽進(jìn)入線粒體基質(zhì)。MitoProt軟件分析表明,硬骨魚類、兩棲類與哺乳動(dòng)物Arg-II N-末端線粒體靶向肽的長(zhǎng)度和序列上差異明顯,但有兩個(gè)共同特征,精氨酸、丙氨酸和絲氨酸等陽(yáng)離子氨基酸殘基含量豐富,天冬氨酸和谷氨酸等陰離子氨基酸殘基含量稀少[4]。系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明,魚類Arg-II獨(dú)立成簇,香魚與虹鱒Arg-II進(jìn)化相關(guān)性最高。組織差異特征分析表明,Arg-II基因在健康香魚各組織中分布廣泛,其中肝、腦和單核/巨噬細(xì)胞表達(dá)量最高,這與虹鱒、鯉魚中的研究結(jié)果較為一致[4,6]。
圖1 香魚與其他物種Arg-II全長(zhǎng)氨基酸序列多重比對(duì)結(jié)果
圖2 基于Neighbor-Joining法構(gòu)建香魚和其他物種全長(zhǎng)Arg-II氨基酸序列的系統(tǒng)進(jìn)化樹
圖3 健康香魚Arg-II基因mRNA的組織表達(dá)特征
在哺乳動(dòng)物中,Arg-II不僅參與機(jī)體尿素循環(huán),還與機(jī)體病理過程密切相關(guān)。早期的研究表明,Arg-II基因是抑制巨噬細(xì)胞炎癥因子表達(dá)的肝X(liver X receptor)受體的直接靶標(biāo),因此,它最初被認(rèn)為具有抗炎功能[12,13]。與哺乳動(dòng)物相比,硬骨魚類Arg-II的研究報(bào)道相對(duì)較少,已有的研究揭示,Arg-II可能與魚類免疫反應(yīng)密切相關(guān)。例如,在虹鱒中,虹腦粘體蟲感染后,品系T和H在感染后2 h和8 d時(shí)Arg-II基因mRNA表達(dá)量均顯著增加,分別增加了4倍和2.7倍[5];在鯉魚中,cAMP處理后,頭腎來源巨噬細(xì)胞精氨酸酶活性顯著增加,Arg-II基因表達(dá)量在6 h達(dá)到最大,約為對(duì)照組的16倍[6]。本研究中,鰻弧菌腹腔注射香魚后,Arg-II mRNA表達(dá)在頭腎和單核/巨噬細(xì)胞中顯著上調(diào),這與上述研究結(jié)果較為一致。同時(shí),香魚肝和腦中Arg-II基因表達(dá)量也在鰻弧菌感染后顯著上調(diào),揭示Arg-II與魚類病原感染引起的免疫應(yīng)答密切相關(guān),可能通過激活巨噬細(xì)胞旁路激活途徑參與免疫反應(yīng),但具體作用機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。
香魚Arg-II基因cDNA序列與虹鱒Arg-II序列最相似。健康香魚中,Arg-II mRNA主要在肝、腦和單核/巨噬細(xì)胞中表達(dá);鰻弧菌感染后,Arg-II mRNA表達(dá)量顯著上調(diào),揭示Arg-II與香魚抗病原感染的免疫反應(yīng)緊密相關(guān)。
[1]Morris SM, Kepka-Lenhart D, Chen LC. Differential regulation of arginases and inducible nitric oxide synthase in murine macrophage cells[J]. American Journal of Physiology-Endocrinology And Metabolism, 1998, 275(5):E740-E747.
[2]Munder M. Arginase:an emerging key player in the mammalian immune system[J]. British Journal of Pharmacology, 2009, 158(3):638-651.
[3]Yang Z, Ming XF. Functions of arginase isoforms in macrophage inflammatory responses:impact on cardiovascular diseases andmetabolic disorders[J]. Front Immuno, 2014, 5:533-542.
圖4 鰻弧菌感染對(duì)香魚重要組織及單核/巨噬細(xì)胞Arg-II基因mRNA表達(dá)的影響
[4]Wright PA, Campbell A, Morgan RL, et al. Dogmas and controversies in the handling of nitrogenous wastes:expression of arginase Type I and II genes in rainbow trout:influence of fasting on liver enzyme activity and mRNA levels in juveniles[J]. The Journal of Experimental Biology, 2004, 207(Pt 12):2033-2042.
[5]Severin VIC, Soliman H, El-Matbouli M. Expression of immuneregulatory genes, arginase-2 and inducible nitric oxide synthase(iNOS), in two rainbow trout(Oncorhynchus mykiss)strains following exposure to Myxobolus cerebralis[J]. Parasitology Research, 2010, 106(2):325-334.
[6]Joerink M, Savelkoul HFJ, Wiegertjes GF. Evolutionary conservation of alternative activation of macrophages:structural and functional characterization of arginase 1 and 2 in carp(Cyprinus carpio L.)[J]. Molecular Immunology, 2006, 43(8):1116-1128.
[7] 李長(zhǎng)紅, 陳炯, 史雨紅, 等. 寧海地區(qū)香魚弧菌病病原菌鑒定[J]. 微生物學(xué)報(bào), 2009 49(7):931-937.
[8]Tamura K, Peterson D, Peterson N, et al. MEGA5:Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood,evolutionary distance, and maximum parsimony methods[J]. Molecular Biology and Evolution, 2011, 28(10):2731-2739.
[9]楊旦陽(yáng), 陳炯, 陸新江, 等. 香魚CCL4-like基因的克隆、序列分析及免疫相關(guān)性表達(dá)變化分析[J]. 中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào),2013, 35(5):676-683.
[10]黃左安, 陳炯, 等. 香魚凝血因子X 基因表達(dá)與鰻利斯頓氏菌感染的相關(guān)性[J]. 動(dòng)物學(xué)研究, 2011, 32(5):492-498.
[11]Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCTmethod[J]. Methods, 2001, 25(4):402-408.
[12]Marathe C, Bradley MN, Hong C, et al. The arginase II gene is an anti-inflammatory target of liver X receptor in macrophages[J]. Journal of Biological Chemistry, 2006, 281(43):32197-32206.
[13]Ming XF, Rajapakse AG, Yepuri G, et al. Arginase II promotes macrophage inflammatory responses through mitochondrial reactive oxygen species, contributing to insulin resistance and atherogenesis[J]. Journal of the American Heart Association,2012, 1(4):e000992.
(責(zé)任編輯 李楠)
cDNA Cloning of Arginase II Gene in Ayu(Plecoglossus altivelis)and the Correlation Between Its Expression and Vibrio anguillarum Infection
DING Fei-fei LI Chang-hong CHEN Jiong ZHANG Qi
(Biochemistry and Molecular Biology Laboratory,School of Marine Sciences,Ningbo University,Ningbo 315211)
Arginase II(Arg-II)is one kind of arginases. Not only can it participates in the urea cycle, but also has close correlation with pathological process. Here, we determined the whole cDNA sequence of Arg-II gene of ayu(Plecoglossus altivelis)by de-novo transcriptome sequencing of ayu monocytes/macrophages. The results showed that the cDNA sequence of the Arg-II was 4707 nucleotides, containing a large open reading frame that encoded a protein of 348 amino acids with a deduced molecular mass of 38.09 kD and a theoretical isoelectric point(pI)of 6.15. Multiple sequence alignment of complete amino acid sequences showed that ayu Arg-II had the typical characters of Arg-II in animals. Sequence comparison showed that ayu Arg-II shared the highest amino acid sequence identity(85.3%)with that of rainbow trout(Oncorhynchus mykiss). Phylogenetic tree analysis also confirmed that fish Arg-II formed a cluster, and ayu Arg-II was most closely related to that of rainbow trout. Quantitative real-time PCR(qRT-PCR)analysis showed that the mRNA of ayu Arg-II mainly had the expression in liver, brain, head kidney and monocytes/macrophages. Upon Vibrio anguillarum infection, the mRNA expression of gene Arg-II significantly up-regulated in the liver, brain, head kidney and monocytes/macrophages. In summary, our present study revealed a tight relationship between the ayu Arg-II expression and V. anguillarum infection, suggesting that ayu Arg-II plays an important role in fish immune response against bacterial infection. This study provides a theoretical basis for studying the functions of fish Arg-II, and its molecular mechanism in regulating fish immune response to pathogens.
Plecoglossus altivelis;arginase II;Vibrio anguillarum;monocytes/macrophage;expression
10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.02.014
2015-03-28
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31402333),浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(LQ13C190002),高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20133305120008)
丁斐斐,女,研究方向:魚類分子免疫學(xué);E-mail:dingfeifei14@163.com
李長(zhǎng)紅,女,研究方向:魚類分子免疫學(xué);E-mail:lichanghong0716@163.com