两种 Mandarin 鱼（Siniperca scherzeri 和 Siniperca chuatsi）中 TLR5S 的特征比较与功能分析

《Fish & Shellfish Immunology》：Characteristics Comparison and Functional Analysis of TLR5S in Two Mandarin Fish Species ( Siniperca scherzeri and Siniperca chuatsi)

中华鲟与南方鲟可溶性TLR5蛋白（ScTLR5S和SsTLR5S）的克隆及功能研究表明，两者均通过识别致病菌的flagellin蛋白介导免疫应答，其中SsTLR5S与flagellin的结合能力更强，可能解释两者抗菌敏感性差异。

　　

Xinhai Zhu|Chencheng Hu|Liying Zhou|Qieqi Qian|Anting Chen|Xiaojian Gao|Qun Jiang|Yao Zhang|Guoxing Liu|Xiaojun Zhang

中国扬州大学动物科学技术学院，邮编225009

摘要：

Toll样受体5（TLR5）是一种关键的模式识别受体，能够感知细菌的鞭毛蛋白，硬骨鱼类通常同时具有膜结合型和可溶性两种形式。为了探讨鲫鱼（Siniperca chuatsi）和银鲫（Siniperca scherzeri）中TLR5介导的抗菌反应的物种特异性，我们克隆并表征了这两种鱼类的可溶性TLR5（分别为ScTLR5S和SsTLR5S），并评估了它们在Aeromonas veronii感染期间的功能作用。ScTLR5S编码一种646个氨基酸的蛋白质，缺乏经典的TIR结构域和跨膜结构域，含有14个LRR结构域；而SsTLR5S也编码一种646个氨基酸的蛋白质，同样缺乏TIR和跨膜结构域，但含有13个LRR结构域；这两种蛋白质在序列上具有高度相似性，并在系统发育树上聚类在一起。当受到A. veronii感染时，这两种基因的表达显著增加，在感染后48小时达到峰值，ScTLR5的表达增加了2.85倍，SsTLR5的表达增加了5.61倍。在MFF-1细胞中，ScTLR5-GFP和SsTLR5-GFP蛋白主要位于细胞质中。体内RNA干扰（RNAi）介导的TLR5敲低实验表明，在这两种鱼类中，感染后存活率均降低，并且显著抑制了细胞因子的转录。在蛋白质水平上，两种TLR5S蛋白都与鞭毛蛋白（FlaB）在质膜区域共定位，其中SsTLR5S的共定位系数更高，且与FlaB的免疫沉淀反应更强，表明其结合更为紧密。一致地，TLR5S与FlaB的共同表达增强了炎症细胞因子的产生，其中SsTLR5S的增强效果比ScTLR5S更显著。综上所述，这些结果表明TLR5S参与了鲫鱼对鞭毛蛋白的识别及下游免疫反应的激活，而SsTLR5S与FlaB之间更强的相互作用可能解释了不同物种间抗菌反应能力的差异。

部分内容摘要

说明

Siniperca chuatsi和Siniperca scherzeri是隶属于Siniperca属的两种亲缘关系密切但生态和经济价值显著的淡水鱼类，原产于东亚[1]。在中国，S. chuatsi由于生长速度快、饲料转化效率高和肉质优良，长期以来一直是集约化水产养殖的主要品种[2]；而S. scherzeri虽然生长速度较慢，但由于其更强的抗病性、独特的风味以及更适合某些养殖用途而逐渐受到重视

动物和细菌制备

健康的S. chuatsi和S. scherzeri（平均体重：6.46 ± 0.74克）来自中国江苏扬州的商业养殖场。实验前，这些鱼经过了全面的健康检测，包括随机细菌分离和基于PCR的特定病毒检测（如ISKNV、MRV、SCRV、MFNNV[9]）。所有动物实验均严格遵循扬州动物实验伦理委员会的指导原则进行

ScTLR5和SsTLR5序列的特征分析

ScTLR5S的序列（GenBank登录号：3042627）包含2,342个碱基对，其中1,942个碱基对属于开放阅读框（ORF），5’端非编码区（5’ UTR）长91个碱基对，3’端非编码区（3’ UTR）长311个碱基对，编码一个646个氨基酸的多肽（图S1）。该蛋白质的预测分子量为72.52 kDa，等电点（pI）为8.554。ScTLR5S含有14个亮氨酸富集重复（LRR）结构域，但不包含经典TLR结构中的TIR结构域或跨膜结构域（图S3）。SsTLR5S的序列（GenBank登录号：……）

讨论

在硬骨鱼类中，TLR5是感知细菌鞭毛蛋白并启动抗菌炎症反应的核心模式识别受体，这一过程通常通过MyD88依赖的信号通路实现，最终导致NF-κB激活和细胞因子释放[21][33]。结构研究表明，鞭毛蛋白主要通过其保守的D1区域被识别，该区域与TLR5外域（由亮氨酸富集重复序列LRR组成）相互作用，从而促进激活信号通路的形成

利益冲突声明

作者在发表本文时不存在任何商业或财务利益冲突。

数据获取

数据可应要求提供

作者贡献声明

Xinhai Zhu：撰写初稿、审稿与编辑、数据可视化、项目监督、方法设计、实验设计、资金申请、数据分析、数据整理、概念构思。Chencheng Hu：结果验证、方法设计、实验设计、数据整理。Liying Zhou：概念构思。Qieqi Qian：结果验证、方法设计、实验设计。Anting Chen：项目监督、概念构思。Xiaojian Gao：项目监督、概念构思。Qun Jiang：项目监督

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：31972830、32202982）、江苏省种子产业振兴项目（JBGS [2021] 120；JBGS [2021] 132）、江苏省农业科技创新基金（CX(23)1006）以及江苏省研究生研究与实践创新计划（KYCX23_3589）的支持。