合作小型猪培育及其免疫学分子遗传特性研究

摘要

免疫识别是机体产生免疫反应的前提,它包括病原的天然免疫的模式识别以及基于抗原递呈细胞(APC)和T/B细胞的获得性免疫的特异性识别。其中前者主要通过模式识别受体如Toll样受体(TLRs)等,以识别各种病原相关分子模式(PAMPs)发挥抗感染、抗肿瘤和自身免疫性疾病；后者主要通过主要组织相容性复合体(MHC)抗原肽复合物与T细胞受体(TCRs)等分子间的相互作用,而激活T细胞以介导机体的细胞免疫和免疫调节作用。本研究以甘肃地方猪——合作猪为对象,通过8年的封闭或近交培育,建立了3个家系的合作小型猪的育种单元,重点围绕着小型猪的天然和获得性免疫的关键分子,在基因组和功能基因分子水平上研究其基因分子的多样性与生物学功能的特异性,以探讨机体免疫识别分子的种类、定位、数量和结构的多样性与病原(抗原或PAMPs)复杂性的统一。(1)克隆和鉴定了猪识别病原蛋白和核酸(单链RNA、双链RNA和DNA)的Toll样受体家族的TLR2、TLR3、TLR7、TLR8、TLR9和信号转导关键分子MyD88基因,分析了免疫识别PAMPs的基因结构特征,为模式识别与天然免疫提供了依据；(2)克隆和鉴定了猪MHC I、MHCII类分子的12个完整基因组序列和14个全长功能基因,包括SLA-1、2、3和DRA、DQA、DQB、DRB基因等。基因组序列分析发现经典SLA I和Ⅱ类含有1个5’UTR、8个外显子(SLA I类)、4个外显子(DRA和DQA)/5个外显子(DQB)/6个外显子(DRB)和1个3’UTR,具有十分丰富的遗传多样性。基因间的差异主要存在于与抗原肽结合部位有关的部分序列,其他部位序列相对比较保守。(3)分别克隆和鉴定了猪T细胞的TCRa、β链基因,分别获得其109、98个转录本,均含有特异性识别、结合pMHC—Ag的V区、D/J区以及恒定区C区,这些基因片段的主要差异存在于V区与D/J区形成的CDR3区和FR3区,表现出明显的遗传多态性和多样性,与MHC结合抗原肽的多样性相对应。(4)克隆鉴定了T细胞的CD4基因、CD8α/β链基因,在基因序列上均含有胞外区、跨膜区和胞浆区基因结构,其中胞外区含有编码识别和结合pMHC II/I—Ag的序列结构。抗原递呈细胞和T细胞上的这些免疫识别关键分子的克隆和结构分析,为合作猪特异性获得性免疫的抗原识别、加工和递呈以及T细胞的激活机制研究奠定了基础。(5)在合作小型猪这些免疫识别关键分子及其基因结构分析的基础上,重点分析了与人类、其它动物的比较生物学特性,探讨了合作小型猪作为人类各种动物模型的优势。