硬骨鱼类补体关键因子C1q及免疫球蛋白分子克隆、进化和功能的初步研究

摘要

本论文对斑马鱼中补体经典途径中关键基因C1q以及免疫球蛋白基因进行了鉴定、功能以及进化的研究，共分为两个部分内容。
　　 第一部分应用生物信息学方法，利用基因组和EST数据库，在斑马鱼(Danio rerio)中成功预测并克隆了补体经典途径的关键基因Clq的ClqA、ClqB、ClqC三个亚基编码基因，并结合哺乳动物、软骨鱼以及七鳃鳗(Lamprey)发现中报道的Clq基因，对它们进行了基因结构与分子进化等分析.同时，在硬骨鱼中对整个Clq家族成员进行了进化分析，提出了Clq家族和EMU家族存在进化关系，另外，利用原核表达系统表达了斑马鱼ClqA、ClqB和ClqC头部结构域蛋白，研究了它们在补体经典途径中的作用。研究显示，斑马鱼ClqA、ClqB和ClqC并能和体外聚合的斑马鱼IgM重链恒定区结合，但是不能结合体外聚合的IgZ重链恒定区。在以鲫鱼血清为材料进行的补体经典途径研究表明，鱼类中存在补体经典途径，并且ClqA、ClqB和C1qC分子均参与经典途径.此外，鱼类C1qA、ClqB和ClqC还能与人热聚的IgM和IgG结合，鱼类ClqA、ClqB和ClqC的头部结构域能竞争性抑制兔Clq介导的经典途径引起的溶血反应。
　　 第二部分克隆了多个斑马鱼免疫球蛋白基因，包括已知的IgM，IgZ基因和另外两个新的免疫球蛋白基因，其中之一与斑马鱼IgZ有一定相似性，称为Ig2-2基因，另一个为由IgM的膜型外显子直接与CH1末端连接的分子，对它们进行了生物信息学分析，在mRNA水平检测了Ig2-2在斑马鱼各个器官以及受精卵各个发育的表达情况，结果表明，Ig2-2主要表达于头肾、肠和皮肤，在受精卵发育的14天开始表达。
　　 C1q分子是补体分子经典途径的起始分子，补体经典途径起始于C1q的两个或多个球形头部和免疫复合物中的IgM或IgG分子结合，本文首次克隆了斑马鱼Clq的三个分子ClqA、C1qB和ClqC以及斑马鱼的免疫球蛋白分子，对它们进行了生物信息学分析，并用Elisa分析了Clq和免疫球蛋白之间的关系，通过对硬骨鱼补体经典途径的研究显示，硬骨鱼中存在和哺乳动物类似的补体经典途径，硬骨鱼的Clq在补体经典途径中发挥与人Clq相似的功能。

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文摘

英文文摘

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致谢

第一部分 文献综述

1.补体系统及补体经典途径起始分子C1q的研究进展

1.1补体和补体系统概述

1.2补体激活途径

1.3补体的生物学功能

1.4补体激活途径中的关键分子

1.5补体系统的起源和进化

1.6补体经典途径关键因子C1q的研究进展

第二部分 实验研究

第一篇 斑马鱼C1qA，B.C基因的克隆、进化分析和功能研究

2斑马鱼C1qA、B、C基因克隆、表达和生物信息学分析

3 C1q家族的进化分析

4斑马鱼C1qA、C1qB和C1qC头部结构域可溶性蛋白的原核表达、纯化及多抗的制备

5 硬骨鱼补体经典途径及C1q的功能研究

第二篇斑马鱼免疫球蛋白基因的分子克隆和进化研究

6.斑马鱼IgM类基函的分子克隆、表达和生物信息学分析

7斑马鱼IgZ类基因的克隆、表达和生物信息学分析

结论

参考文献

作者简历