Allelic Polymorphism,Gene Duplication and Balancing Selection of MHC Class ⅡB Genes in the Omei Treefrog(Rhacophorus omeimontis)

The worldwide declines in amphibian populations have largely been caused by infectious fungi and bacteria. Given that vertebrate immunity against these extracellular pathogens is primarily functioned by the major histocompatibility complex（MHC） class Ⅱ molecules, the characterization and the evolution of amphibian MHC class Ⅱ genes have attracted increasing attention. The polymorphism of MHC class Ⅱ genes was found to be correlated with susceptibility to fungal pathogens in many amphibian species, suggesting the importance of studies on MHC class Ⅱ genes for amphibians. However, such studies on MHC class Ⅱ gene evolution have rarely been conducted on amphibians in China. In this study, we chose Omei treefrog（Rhacophorus omeimontis）, which lived moist environments easy for breeding bacteria, to study the polymorphism of its MHC class Ⅱ genes and the underlying evolutionary mechanisms. We amplified the entire MHC class ⅡB exon 2 sequence in the R. omeimontis using newly designed primers. We detected 102 putative alleles in 146 individuals. The number of alleles per individual ranged from one to seven, indicating that there are at least four loci containing MHC class ⅡB genes in R. omeimontis. The allelic polymorphism estimated from the 102 alleles in R. omeimontis was not high compared to that estimated in other anuran species. No significant gene recombination was detected in the 102 MHC class ⅡB exon 2 sequences. In contrast, both gene duplication and balancing selection greatly contributed to the variability in MHC class ⅡB exon 2 sequences of R. omeimontis. This study lays the groundwork for the future researches to comprehensively analyze the evolution of amphibian MHC genes and to assess the role of MHC gene polymorphisms in resistance against extracellular pathogens for amphibians in China.

Characterization of MHC class Ⅱ A genes in Hainan Eld's deer(Cervus eldi hainanus)

The major histocompatibility complex(MHC) genes play pivotal roles in the immune system of vertebrates against antigens.They are also significant indicators of genetic structure,and are vital to species-level population viability analyses and disease risk assessments.In this study,two DRA and two DQA sequences were isolated from Hainan Eld's deer(Cervus eldi hainanus) using rapid amplification of cDNA ends(RACE) and single-strand conformation polymorphism-heteroduplex(SSCP-HD) analysis.Nucleotide sequence analysis revealed large differences between the two DQA sequences,especially in their exon 2 regions,but only minimal differences between the variants of the DRA gene.Comparison of the predicted amino acid sequences of the Ceel-MHC class Ⅱ A variants with those from six other species revealed that these molecules share high homology among ruminants.A phylogenetic tree of four class Ⅱ A sequences from Hainan Eld's deer and the other species placed the newly identified DQA and DRA genes on two distinct branches(100%-supportively),and further divided the two DQA sequences into 98%-supportive DQA1 and 99%-supportive DQA2 clusters,respectively.Therefore,this study identified monomorphic Ceel-DQA1 and Ceel-DQA2 genes,and one dimorphic Ceel-DRA gene from Hainan Eld's deer.

五龙鹅MHC ClassⅠ基因克隆及同源建模研究

主要组织相容性复合体（MHC）与动物机体对外源性抗原的免疫应答之间存在关联。从GenBank/DDBJ/EMBL基因库中读取鸡、其他鸟类、爬行类和哺乳类的MHC ClassⅠ基因进行序列分析设计引物，使用LA—PCR法从五龙鹅的基因组中克隆了MHC ClassⅠ基因序列（DNA序列和mRNA序列GenBank登录号分别为：AM114925和AM114924），并分析其基因组结构。运用生物信息学技术对测序结果进行分析显示：基因组DNA由8个外显子和7个内含子组成，与鸡基因序列同源率为60．8％～64．1％，与人的同源率为42．9％。分子进化树进一步揭示了五龙鹅与鸡、其他鸟类、爬行类、哺乳类以及人类的进化关系，同源建模分析发现该基因由氨基末端结构域和羧基末端结构域构成。

草鱼MHC class Ⅰ基因多态性及其与鱼体抗柱形病能力关系分析

用1对引物HMC6-S和MHC6-A分别从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)40尾抗病个体和40尾易染个体的基因组DNA中扩增MHC基因片段,扩增产物长度为262bp。在262bp的核苷酸序列中,有50个(19%)多态位点。在其编码的87个氨基酸位点中,有16个多态位点(18.39%),其中有10个位点发生在多肽结合位点上(62.5%)。对核苷酸替代的类型和位点进行分析,发现多肽结合位点的非同义碱基替代率与同义碱基替代率均大于非多肽结合位点的非同义碱基替代率与同义碱基替代率,表明氨基酸替代替换集中出现在多肽结合位点(PBR)上。分析80个个体的测序结果,发现有17种不同的MHC classⅠ等位基因,编码17种不同的氨基酸序列。等位基因A、B、C、D是2个群体共有的,其中等位基因A出现的频率最高,占总样本数量的36.25%;等位基因E、F、G、H、I、P只出现在抗病个体中,等位基因J、K、L、M、N、O、Q只出现在易染个体中。

建鲤MHC classⅠ基因全长cDNA的克隆与序列分析

采用同源克隆和末端快速扩增(RACE)方法克隆了建鲤(Cyprinus carpio var.jian)MHC classⅠ基因全长cD-NA并进行了序列分析。结果显示:实验得到了1914 bp的建鲤的MHC classⅠ全长cDNA序列;建鲤MHC classⅠ基因包括1044 bp的开放阅读框(ORF),118 bp的5'非编码区(UTR)以及752 bp的3'非编码区(UTR),含有保守的半胱氨酸残基,N-糖基化位点。氨基酸序列比对结果显示,建鲤MHC classⅠ与日本鲤的MHC classⅠ相似性最高,为66.0%;与虹鳟、大西洋鲑、青鳉、红鳍东方鲀的相似性分别为54.5%、57.9%、44.3%、42.0%,与小鼠、大鼠、人的相似性分别为29.1%、28.7%、29.7%。

虎MHC ClassⅠ基因的克隆及测序

根据猫的主要组织相容性复合体Ⅰ类分子cDNA序列设计PCR引物,从基因组上成功扩增并克隆了MHCClassⅠ基因片段,命名为TLA-A。该片段全长2 820 bp,包含MHC ClassⅠ分子基因约85%的长度,包括Exon 1部分序列、intron 1、exon 2、intron 2、exon 3、intron 3、exon 4、intron 4、exon 5、intron 5、exon 6、intron 6和exon 7部分序列。与其他物种的ClassⅠ基因相比,虎与家猫、猎豹、豹猫、大熊猫、狗、马、松鼠猴、人、黄猩猩等物种的同源性依次为93.4%、91.8%、87.3%、86.4%、85.1%、85.1%、84.6%、84.3%、83.7%,种间序列差异主要表现在exon 2、exon 3两个肽结合区。

中国美利奴羊MHC class Ⅰ区段基因组成预测分析

为了准确筛选中国美利奴羊MHC classⅠ区段,试验采用GenScan软件对覆盖绵羊MHC classⅠ区段的11个BAC克隆测序结果进行预测,在GenBank数据库中BlastX比对分析预测的基因,获得的信息在KEGG数据库中进行基因注释。结果表明:覆盖绵羊MHC classⅠ区段的11个BAC克隆共预测出基因数123个,其中编码抗体基因19个,占预测基因总数的15%;其他基因65个,占53%;未知基因39个,占32%;并明确了预测基因在BAC克隆上的分布情况及其编码的多肽可能具有的生物学功能。

朝鲜鹌鹑MHC class Ⅰ基因第2、3外显子多态性与NDV抗性的关联分析

【目的】研究朝鲜鹌鹑MHC classⅠ基因第1,2和3外显子的多态性,并与新城疫病毒抗性进行关联分析。【方法】采用胸肌注射的方法对14日龄朝鲜鹌鹑进行新城疫La Sota弱毒株攻毒,每周注射1次,连续攻毒3周后,心脏采血,采用β-微量法测定血清中新城疫抗体水平。PCR扩增朝鲜鹌鹑MHC classⅠ基因,测序后采用DNA Star、SPSS等分析软件研究朝鲜鹌鹑MHC classⅠ基因第1,2,3外显子的多态性,并分析不同基因型新城疫抗体水平的差异。【结果】朝鲜鹌鹑的新城疫抗体效价为26～210。PCR扩增获得了1 290bp的MHC classⅠ基因,其编码区序列为780bp,编码259个氨基酸。通过与已知序列日本鹌鹑RNA(AB005528)比对,得到长度分别为76,272和274bp的第1,2和3外显子。在第1外显子上未检测到突变为点,在第2和3外显子上共检测到11个突变位点(第2外显子上4个突变位点:257bp(A/C)、267bp(A/T)、366bp(A/G)和500bp(T/G);第3外显子上7个突变位点:795bp(T/C)、798bp(T/C)、810bp(T/G)、830bp(A/G)、873bp(A/T)、927bp(A/G)和932bp(C/G)),均为中度多态基因座,11个突变位点中,267bp(A/T)、830bp(A/G)、873bp(A/T)、932bp(C/G)突变导致编码氨基酸改变,500bp(T/G)、873bp(A/T)、932bp(C/G)突变位点基因型之间新城疫抗体水平存在显著差异(P<0.05)。【结论】朝鲜鹌鹑MHC classⅠ基因第2、3外显子具有丰富的多态性,并且与新城疫病毒抗性相关。

Flu DRiPs in MHC Class Ⅰ Immunosurveillance

Since the publication of the DRiP(defective ribosomal product) hypothesis in 1996, numerous studies have addressed the contribution of DRiPs to generating viral antigenic peptides for CD8^+T cell immunosurveillance. Here, we review studies characterizing the generation of antigenic peptides from influenza A virus encoded DRiPs, discuss the many remaining mysteries regarding the nature of their co-translational generation, and speculate on where the future might lead.

Establishment of a Real-time Fluorescent Quantitative RTPCR Method for Detecting NP Gene of Class Ⅰ Newcastle Disease Virus(NDV)

Newcastle disease( ND) is one of the most serious infectious diseases that infect the poultry industry.There is only one serotype of Newcastle disease virus( NDV),but NDVs can be divided into two distinct classes( class Ⅰ,and class Ⅱ) according to their genetic relationship.To develop a method for rapid quantitative detection of class Ⅰ NDV,a pair of primers and a TaqM an probe were designed and synthesized according to the conservative sequence of NP gene of class Ⅰ NDV.The positive recombinant plasmid harboring NP gene of JS-18-05 isolate was used as a positive template to establish the standard curve.A real-time fluorescent quantitative RT-PCR method was established for rapid detection of class Ⅰ NDV with strong specificity,high sensitivity and good repeatability.The established method exhibited a good linear relationship within the concentration of 102 to 108 copies of NDV,by which 1 μl of 10 copy of NDV nucleic acid could be detected in the initial template.Compared with conventional virus isolation methods,the established method had similar sensitivity and led to the same results in detecting33 class Ⅰ,class Ⅱ NDV isolates.The study provided the basis for rapid quantitative detection of class Ⅰ NDVs and further clarification of their pathogenicity and pathogenic mechanism in poultry.

穿膜序列对MHC-Ⅰ类限制性CTL表位呈递影响的研究

目的 :从时间依赖性抗原呈递动力学的角度研究穿膜序列 (CPP)对 MHC- 类限制性 CTL 表位呈递的影响。 方法 :应用多肽固相合成技术 ,分别合成含 CPP与 H- 2 Kb限制性 CTL 表位 OVA2 57- 2 6 4的融合多肽 ,同时合成该表位 N、C端自然延伸的抗原肽和无关对照肽。采用流式细胞仪 (FACS)分析技术 ,检测抗原呈递细胞 (APC)在不同时相点对上述各抗原肽进行 MHC- 类呈递的情况。结果 :与不含 CPP的抗原肽相比 ,含 CPP的抗原肽中的 CTL 表位更易进入 APC内 MHC- 类呈递途径 ,表现为呈递所需时间明显缩短 (P<0 .0 5 ) ,且同一时相点的呈递强度显著增加 (P<0 .0 5 )。 结论 :在外源性抗原肽中引入穿膜序列可明显促进其 MHC- 类限制性 CTL 表位的呈递效率 。

CPP Tat_(49-57)促进外源CTL表位进入MHC-Ⅰ类抗原呈递途径的机制研究

目的研究穿膜肽(cell-penetrating peptides,CPP)促进外源CTL表位进入抗原呈递细胞(antigen-presenting cell,APC)内MHC-Ⅰ类抗原呈递途径的效应及呈递机制。方法应用多肽固相合成技术,将源于HIV-Tat的穿膜序列Tat49-57连接在H-2Kb限制性CTL表位OVA257-264的氨基端形成融合肽即Tat49-57-CTL257-264,同时合成该表位和氨基端自然延伸的对照肽NH2 extended-OVA257-264。采用流式细胞仪(FACS)分析技术,检测APC对各肽的MHC-Ⅰ类抗原呈递动力学,并进行MHC-Ⅰ类抗原呈递阻断和TAP依赖性实验。结果在所测时间点,APC对于Tat49-57-CTL257-264的呈递强度均明显高于NH2 extended-OVA257-264;氨基肽酶抑制剂Bestatin可部分抑制APC对于Tat49-57-CTL257-264的MHC-Ⅰ类抗原呈递,而蛋白酶体抑制剂Lactacystin则无抑制效应;Tat49-57-OVA257-264可被TAP缺陷细胞RMA-S内MHC-Ⅰ类分子有效呈递,其呈递强度远超过RMA-S细胞对NH2extended-OVA257-264的呈递。此外,RMAS固定后则丧失对Tat49-57-OVA257-264和NH2 extended-OVA257-264的MHC-Ⅰ类限制性呈递能力,但其表面的“空”MHC-Ⅰ类分子仍可呈递单纯表位肽OVA257-264。结论CPP Tat49-57可有效促进与之融合的CTL表位肽被细胞内MHC-Ⅰ类分子提呈,表现为动力学显著增强,且该过程表现为蛋白酶体/TAP非依赖、氨基肽酶依赖。

淮南麻黄鸡MHCⅠα链基因的克隆及序列分析

典型的主要组织相容性复合体（MHC）是抗原递呈的关键分子,具有重要的免疫功能,与多种疾病密切相关。为深入了解地方品种鸡MHCⅠ类α分子的特征,尤其是抗原结合区域的特点,通过RT-PCR技术获得了29个淮南麻黄鸡完整的α链基因,并进行了分析。结果显示,淮南麻黄鸡MHCⅠα分子高度多态,但主要集中在α1和α2区域,该区变异氨基酸位点共68个,其中高度变异22个。淮南麻黄鸡MHCⅠ分子α1和α2区域氨基酸序列同源性介于79.3%-99.5%之间,仅少部分序列完全一致。鸡氨基酸序列同源性与鸭较高,介于57.6%-64.1%之间;其次为人和鼠。进化分析显示,淮南麻黄鸡MHCⅠ分子α1和α2区域分属于两个类群,但未显示明显的品种差异。此外,鸡与鸭的亲缘关系较近,与其他物种则遗传距离较远。研究结果表明,淮南麻黄鸡MHC分子在进化过程中呈现高度的多态性,但受到病原体的选择压力,多态性主要位于抗原肽结合部分的α1和α2区域。

ER滞留信号肽对外源CTL表位进入胞内MHC-Ⅰ类抗原呈递途径的促进作用

目的探讨哺乳动物内质网(endoplasmic reticulum,ER)滞留信号肽(retrieval signal sequence)能否促进外源CTL表位肽进入抗原呈递细胞(antigen-presenting cell,APC)内MHC-Ⅰ类抗原呈递途径。方法应用多肽固相合成技术将哺乳动物内质网滞留信号——赖氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-亮氨酸(Lys-Asp-Glu-Leu,KDEL)基序融合在H-2Kb限制性CTL表位OVA257-264的羧基端,同时合成该表位和氨基端自然延伸四个氨基酸(TEWT)的对照肽OVA257-268。选择巨噬细胞系Ana-1作为本研究的APC,采用流式细胞仪(FACS)分析技术,检测各抗原肽在Ana-1内的MHC-Ⅰ类抗原呈递动力学。结果羧基端KDEL基序可明显增强与之偶联的CTL表位在APC内的MHC-Ⅰ类抗原呈递效率,并且显著延长APC表面MHC/肽复合物的呈递时间。结论羧基端KDEL基序修饰是将外源肽有效导入APC内MHC-Ⅰ类抗原呈递途径的一个简单有效的新策略,可为肿瘤治疗性肽疫苗的分子设计与研究提供新思路和实验依据。

异基因MHCⅠ修饰对骨髓细胞的免疫学特性的影响

目的 :观察异基因MHCⅠ修饰对骨髓细胞的免疫学特性的影响 ,探讨MHCⅠ类分子在诱导免疫耐受中的作用机制。方法 :由逆转录病毒载体pMSCV介导 ,将BALB C小鼠的MHCⅠ类分子H 2Dd 基因导入C5 7BL 6小鼠的骨髓细胞 ,流式细胞仪检测转染后基因的表达。MTT法检测混合淋巴细胞反应 ,乳酸脱氢酶释放法测定BALB C小鼠NK细胞对H 2Dd 修饰后C5 7BL 6小鼠骨髓细胞的杀伤活性。结果 :重组逆转录病毒感染的C5 7BL 6小鼠骨髓细胞对BALB C小鼠脾细胞的刺激强度或应答程度 ,与未转染和空载体病毒感染的C5 7BL 6小鼠骨髓细胞相比都显著减弱。BALB C小鼠NK细胞对转染H 2Dd 基因后的C5 7BL 6小鼠骨髓细胞的杀伤显著降低。结论 :在骨髓移植中用受者MHCⅠ分子修饰供者骨髓细胞可能诱导免疫耐受。

ClassⅠ新城疫病毒NP基因分子特征的研究

为分析2002～2007年Class Ⅰ新城疫病毒分离株NP基因的分子特征,以及其在新城疫病毒演化过程中所起的作用,采用RT-PCR方法扩增分离株的核衣壳蛋白(NP)基因,并进行了测序,应用生物信息学软件分析NDVNP基因的分子特征。根据NP基因序列的遗传发生分析表明,ClassⅠ NDV2型毒株与DE/R49-99和美国株亲缘关系较近,而3型毒株与其他ClassⅠ毒株遗传关系较远,具有地区特色,形成一个独立的分支。生物信息学软件分析表明,NP蛋白N端1～400氨基酸比较保守,而C端序列(特别是氨基酸残基400～480)高度变异。ClassⅠ病毒2型毒株与国外分离株亲缘关系较近,可能有共同的起源;而3型毒株独立于其他ClassⅠ毒株,具有独特性,这两种毒株的来源不同;不同基因型NP蛋白之间比较保守,但是P蛋白的C端发生了多个氨基酸的变异,对其功能的影响还需进一步探讨。

MHC-Ⅰ类链相关基因A真核表达载体的构建及稳定转染舌鳞癌细胞的实验研究

目的构建人类MHC-Ⅰ类链相关基因A(MICA)的真核表达载体,转染人舌鳞癌脑高转移Tca8113-Tb细胞,建立稳定过表达MICA基因的口腔鳞癌细胞系。方法采用PCR技术扩增pCMV-SPORT6-MICA中编码MICA基因的cDNA序列,重组至有绿色荧光蛋白标记的真核表达载体pEGFP-N1,构建最终的表达载体pEGFP-N1-MICA,脂质体法转染Tca8113-Tb细胞,G418筛选,荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白的表达,有限稀释法建立稳定过表达MICA基因的Tca8113-Tb细胞系,RT-PCR、real time PCR和免疫细胞化学检测MICA在该细胞中的表达。结果通过PCR技术获取了MICA基因并成功克隆入载体,测序鉴定该序列与GenBank中的序列相同。转染的细胞可见绿色荧光蛋白表达,RT-PCR、real time PCR及免疫细胞化学检测到目的基因MICA在转染细胞中为过表达。结论 pEGFP-N1-MICA真核表达载体的成功构建与稳定转染Tca8113-Tb细胞系的建立,为进一步研究该基因的功能奠定了良好的实验基础。

马铃薯class Ⅰ patatin基因在试管块茎形成中的功能

将正反义classⅠpatatin基因导入马铃薯品种甘农薯2号中,有2个转正义基因株系试管块茎的可溶性蛋白含量和LAH活性与对照相比有不同程度的增加,有3个转反义基因株系的可溶性蛋白质含量下降,并且所有转反义基因植株的LAH活性都不同程度地降低。试管块茎的诱导结果表明,有1个转正义基因株系的结薯株率和单株结薯数比其对照明显增加,有2个转反义基因株系的结薯株率和单株结薯数比对照明显减少,说明该classⅠpatatin基因参与了马铃薯试管块茎的形成及其调控。

湖南地区白血病MHC-Ⅰ类链相关基因A微卫星多态性分析

目的:探讨MHC-Ⅰ类相关链基因A(MHC class-Ⅰchain related gene A,MICA)与湖南地区白血病之间的相关性。方法:应用荧光聚合酶链反应-基因扫描技术和聚合酶链反应-序列特异性引物技术分析,对62例白血病患者和112名正常人群进行MICA基因第5外显子微卫星等位基因分型及MICA基因缺失检测。结果:慢性粒细胞白血病组(n=35)的MICA*A5基因频率显著低于正常对照组(RR=0.635,P=0.0380);急性淋巴细胞性白血病组(n=13)的MICA*A4基因频率显著低于正常对照组(RR=0.120,P=0.0297);而在急性非淋巴细胞性白血病组(n=14),MICA*A5基因频率显著高于正常对照组(RR=2.229,P=0.0218)。结论:本文数据显示,MICA-STR多态性与湖南地区白血病之间存在相关性;不同病理类型的白血病相关格局有所不同。

携带非A5.1型MHC-Ⅰ类相关分子A穿膜区等位基因中晚期食管癌患者对NK细胞免疫治疗的敏感性高

目的:探讨非A5.1型MHC-Ⅰ类相关分子A(MHC classⅠ-related molecules A,MICA)穿膜区等位基因对中晚期食管癌患者术后化疗联合NK细胞免疫治疗疗效的影响。方法:选取福建省肿瘤医院2013年4月至2015年10月收治的中晚期(TNMⅢ-Ⅳa期)食管癌患者152例,均在姑息性手术后行全身化疗,根据患者MICA穿膜区等位基因是否为A5.1分为4组:(1)A5.1化疗+NK细胞治疗(A5.1+NK)组;(2)A5.1单纯化疗(A5.1)组;(3)非A5.1化疗+NK细胞治疗(no A5.1+NK)组;(4)非A5.1单纯化疗(no A5.1)组,观察各组患者临床疗效。构建食管癌组织标本MICA等位基因A5.1的真核表达载体p TE-1A5.1,转染食管癌TE-1细胞株;Western blotting检测p TE-1A5.1转染对TE-1细胞MICA蛋白表达的影响,LDH法检测TE-1细胞转染p TE-1A5.1前后对NK细胞杀伤敏感性的变化,ELISA法检测食管癌患者血清可溶性MICA及转染p TE-1A5.1前后TE-1细胞上清中可溶性MICA含量。结果:经过3年的随防,A5.1+NK组患者中位总生存期(medium overall survival,m OS)为15.0个月,A5.1组为16.0个月,no A5.1+NK组为22.4个月,no A5.1组为16.0个月,no A5.1+NK组m OS明显长于其他3组(P<0.05)。经Cox多因素回归分析发现,患者年龄、性别、ECOG评分及基因型与预后均无明显相关(P>0.05),将基因类型与是否NK细胞治疗进行交叉分析,no A5.1+NK组m OS明显长于其他3组(P<0.01)。转染p TE-1A5.1后TE-1细胞内MICA表达显著升高,培养液上清可溶性MICA分泌明显增加[(256.2±45.3)vs(45.3±11.5)pg/ml,P<0.01];与转染前相比,NK细胞对过表达MICA的TE-1细胞的杀伤率明显降低[(29.5±7.2)%vs(42.5±7.1)%,P<0.05]。结论:相对中晚期食管癌MICA穿膜区A5.1等位基因患者,非A5.1基因患者手术后化疗联合NK细胞的疗效较好,其机制与其不容易产生可溶性MICA密切相关。