LGP2在大黄鱼免疫识别过程中的角色与调控

Currently, the function of pattern recognition receptor LGP2 in the host immune-related signalling pathway is still controversial in vertebrates. This proposed project is designed to identify LGP2 in large yellow croaker Larimichthys crocea, and to investigate the expression patterns and subcellular localization of LGP2 in cells. The function of LGP2 in the host immune response and regulation of immune-related gene expression will also be determined by over-expression of LGP2 in fish cells. The roles of different domains of LGP2, and the regulation of LGP2 in RIG-I/MDA5-mediated type I IFN promoter activation will be determined by luciferase activity assay. It is also expected that the proteins associated with LGP2 will be revealed by phage display technology and co-immunoprecipitation assays, and the mechanism of LGP2 in the immune-related signalling pathway will be further clarified. It is believed that the completion of this proposed research will provide substantial information for understanding comprehensively the role and mechanism of fish LGP2 in the pathogen recognition, activation as well as regulation of the signalling pathway and immune response, which will also have an important role in the disease control and prevention of marine commercial fishes.

脊椎动物中，模式识别受体LGP2在宿主免疫相关信号通路中的功能目前尚存在较大争议。本课题拟对大黄鱼LGP2分子进行克隆，研究其表达特征及亚细胞定位；通过LGP2的过表达研究LGP2对免疫相关效应因子的表达调控，以及在宿主免疫反应中的作用；通过荧光素酶实验分析LGP2不同结构域的功能以及在RIG-I/MDA5介导的I型干扰素活化过程中的调节作用；采用噬菌体展示技术与免疫共沉淀实验对与LGP2相互作用的蛋白进行筛选与鉴定，阐明鱼类LGP2对免疫相关信号通路调控的分子作用机制。该项目的完成将揭示LGP2在鱼类抗病免疫中的病原识别、分子激活及调控机制，进一步丰富和完善脊椎动物模式识别受体的研究，同时本项目的研究成果还为海水经济鱼类制定合理的疾病防御和防治策略提供指导。

细菌或病毒等病原微生物感染宿主细胞后，宿主细胞可以通过模式识别受体（PRRs）识别病原相关分子模式（PAMPs），启动机体的免疫应答，在宿主的先天性免疫反应中发挥着重要作用。其中，脊椎动物的RIG样受体包括RIG-I、MDA5和LGP2，主要在宿主的抗病毒免疫反应中发挥作用。本项目以海水经济鱼类大黄鱼为实验对象，对大黄鱼模式识别受体LGP2的功能进行了研究：克隆并鉴定了大黄鱼LGP2分子，阐明了其亚细胞定位及在大黄鱼组织中的表达规律，通过RNA-Seq技术分析了其高表达对宿主其他基因表达的影响，解析了LGP2在鱼类中介导的免疫信号途径及调控机制，还对LGP2分子的不同结构域在LGP2所介导的IRF3、IRF7等信号通路中的作用进行了分析；此外，本项目也在大黄鱼中克隆了细胞信号转导的重要接头分子IRAK4，阐明了其基因组结构、亚细胞定位、在大黄鱼不同组织中的表达规律以及在不同病原刺激下的表达规律，揭示了IRAK4在NF-κB激活中的作用，并发现大黄鱼IRAK4可与MyD88相互结合，并显著抑制MyD88介导的NF-κB的激活。在项目研究的开展过程中，我们通过对大黄鱼基因组信息进行分析，结果显示大黄鱼具有模式识别受体RIG-I受体家族中的LGP2和MDA5分子，但缺乏RIG-I的同源基因，可能是在进化过程中发生了基因丢失事件，为了进一步揭示模式识别受体中的RIG样受体在硬骨鱼类免疫中的作用，我们还以模式鱼类斑马鱼为实验对象，克隆了斑马鱼RIG-I及其异构体，阐明了RIG-I及其异构体的亚细胞定位与表达规律，揭示了RIG-I及其异构体在介导I型干扰素活化中的作用，阐明了RIG-I及其异构体在宿主细胞抗病毒感染中的作用，并揭示RIG-I及其异构体均可与接头蛋白MAVS相互结合，且RIG-I的异构体在RIG-I/MAVS介导的抗病毒免疫信号通路中起到增强子的作用。本项目的完成，对于揭示硬骨鱼类模式识别受体的功能及其细胞信号转导的分子机制具有重要意义。