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对虾免疫信号通路研究取得创新成果

最近,中山大学生命科学学院大三学生宋轩和他的团队在凡纳滨对虾免疫信号的研究方面取得了新的进展。他们在无脊椎动物中发现了JAK(酪氨酸激酶)基因的正反馈调节,并完善了JAK/STAT(酪氨酸激酶/信号转导和激活因子),这是与疾病相关的重要途径。研究结果于2015年4月在线发表在第一份地区杂志《鱼类和贝类免疫学》上。中山大学生命科学学院本科生张子健是合着者,中山大学生命科学学院教授何建国和李郑超博士是通讯作者。相关研究得到了国家自然科学基金等的支持。

南美白对虾是一种重要的海水养殖品种。作为优质蛋白质的来源,它占有重要地位,具有巨大的发展潜力。然而,近年来对虾养殖的质量和数量一直在缓慢提高,这可归因于对虾养殖病害发生率高、成活率低。

据了解,JAK/STAT信号通路最初是在果蝇中发现的。细胞中的一类分子JAK,在收到上游受体分子的信号后,在受体中聚集并激活,激活JAK以催化受体的酪氨酸磷酸化。受体分子上磷酸化的酪氨酸是一类信号分子STAT SH2的识别和结合位点。酪氨酸磷酸化也发生在STAT与受体结合后,酪氨酸磷酸化STAT形成二聚体并进入细胞核。二聚体STAT作为一种活性转录因子,直接影响相关基因的表达,从而改变靶细胞的增殖或分化状态。现有研究数据表明,该途径参与免疫活动,与对虾疾病的预防和控制密切相关。然而,对虾JAK/STAT途径的研究却很少。

宋轩表示,他的研究结果克隆了JAK/STAT信号通路中的JAK基因及其抑制因子SOCS(细胞因子信号转导的负调节因子),并进行功能分析以改善JAK/STAT信号通路。通过双荧光素酶报告基因实验,发现在JAK和/或STAT存在下,JAK启动子表达显着增加并显示阳性。人们第一次发现,JAK本身产生了积极的反馈,这种反馈可能存在于JAK。

论文凡纳滨对虾的ajanus激酶是JAK/STAT signaling path的靶基因,参与抗病毒免疫应答(STAT signal pathway中的凡纳滨对虾JAK/酪氨酸激酶参与抗病毒免疫应答),2015年4月在南京召开的国际分子与细胞生物学大会细胞内分子信号转导专题报道了相关成果。该研究内容得到了该处主席HAMEEDA SULTANA女士的高度评价。她对研究中发现的新的正反馈调节现象表示赞赏,并建议从各个方面进一步验证。

中国工程院院士、中国海洋学会会长张凯对此评论说,“JAK基因的鉴定和功能研究为我们更好地了解虾病的发病机理提供了理论依据,也为进一步研究和解决虾养殖中的疾病问题提供了科学依据”。

中国工程院院士林浩然也表达了对该项目的期望。“STAT和JAK基因激活JAK启动子这一有趣现象表明,对虾的JAK/STAT信号通路中存在一种尚未发现的正反馈调节模式,他希望作者进行进一步的研究。与此同时,该团队使用启动子作为药物筛选指标来申请发明专利”。

宋轩告诉记者,该项目将继续以虾病研究的理论基础为基础,同时尝试应用它。这项研究将集中在一个完整的途径上。同时,筛选可能的疾病预防因素,改进抗菌肽治疗,进一步阐明虾病的分子水平规律,制定防治方法,最终达到虾病可预防可治疗的目的。