文章摘要
陈杨慧,张素莹,黄永雄,张子瑞,王  蓓.尼罗罗非鱼 claudin-5 基因克隆及其在无乳链球菌胁迫下的表达分析[J].广东农业科学,2024,51(7):25-34
查看全文    HTML 尼罗罗非鱼 claudin-5 基因克隆及其在无乳链球菌胁迫下的表达分析
Cloning of claudin-5 Gene from Oreochromis niloticus and Analysis of Its Expression Under Streptococcus agalactiae
  
DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2024.07.003
中文关键词: 尼罗罗非鱼  claudin-5 基因  表达模式  无乳链球菌  血脑屏障  细菌性脑膜炎
英文关键词: Oreochromis niloticus  claudin-5 gene  expression pattern  Streptococcus agalactiae  blood-brain barrier  bacterial meningitis
基金项目:国家自然科学基金(32073006);国家科技部“一带一路”创新人才交流外国专家项目(DL2023030009)
作者单位
陈杨慧,张素莹,黄永雄,张子瑞,王  蓓 (广东海洋大学水产学院 / 广东省水产动物病害防控与健康养殖重点实验室 / 广东省水产经济动物病害控制重点实验室广东  湛江  524088) 
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中文摘要:
      【目的】克隆尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)紧密连接蛋白 5(claudin-5)基因,分析其在无乳 链球菌(Streptococcus agalactiae)刺激下的表达模式,为进一步了解该基因功能提供依据。【方法】根据 NCBI 已 公布的尼罗罗非鱼基因组预测序列(GenBank 登录号:XM_005473513.4),选取其 claudin-5 基因的 CDS 区,设计 claudin-5 基因的克隆及实时荧光定量 PCR 引物。利用生物信息学对克隆得到的 claudin-5 进行理化性质和进化分析, 采用 qRT-PCR 分析尼罗罗非鱼 claudin-5 在各组织中及无乳链球菌刺激下的表达模式。【结果】通过 PCR 克隆技 术获得尼罗罗非鱼 claudin-5 基因全长序列,共 651 bp,编码 216 个氨基酸;蛋白分子量约 23 kD,理论等电点(pI) 为 8.53;具有 4 个跨膜结构域和 3 个蛋白激酶 C(PKC)磷酸化位点。尼罗罗非鱼与奥利亚罗非鱼(O. aurea)的 claudin-5 氨基酸序列相似性高达 97.55%;系统发育进化树结果也显示,二者 claudin-5 氨基酸序列聚为一支,表明 二者具有较近的亲缘关系。尼罗罗非鱼 claudin-5 在脑部的表达量极高,是血细胞等组织的 300 倍左右,具有明显 的组织特异性。经无乳链球菌刺激后,尼罗罗非鱼脑和头肾的 claudin-5 表达量在 12 h 时达到最高值,在 24 h 时有 所下调,其中在脑部的表达量于 48 h 表达量最低,但仍高于 0 h,而在头肾的表达量在 48~96 h 时出现明显上调后 下降;肠中 claudin-5 表达量在无乳链球菌刺激后 6~12 h 时上升缓慢,在 48 h 时表达量大幅度上调,并达到最高值, 之后在 48~96 h 时出现下调,但低于 0 h;肝脏中 claudin-5 表达量在无乳链球菌刺激后出现明显下调,在 24 h 略有 回升然后继续下调。【结论】尼罗罗非鱼 claudin-5 基因在脑组织的表达量极高,具有明显的组织特异性,其编码 蛋白在宿主抵抗无乳链球菌入侵的过程中发挥重要作用,尤其是通过血脑屏障抵抗无乳链球菌,保护中枢神经系统。
英文摘要:
      【Objective】In the study, claudin-5 gene from Oreochromis niloticus was cloned and the expression pattern  of claudin-5 gene stimulated by Streptococcus agalactiae was analyzed, with an aim to provide basis for understanding the  function of claudin-5 in O. niloticus.【Method】According to the genome prediction  sequence (GenBank accession No.:  XM_005473513.4) of O. niloticus released by NCBI, the CDS region of claudin-5 was selected to design the cloning primer and  qRT-PCR primer of claudin-5 gene. The physicochemical properties of claudin-5 and their evolutionary characteristics were  analyzed by bioinformatics methods. The expression of claudin-5 in various tissues of O. niloticus and the expression pattern  stimulated by S. agalactiae were analyzed by qRT-PCR.【Result】The full-length of claudin-5 gene of O. niloticus obtained  by PCR cloning technology was 651 bp, encoding 216 amino acids. The molecular weight of the protein encoded by claudin-5  was about 23 kD, and the theoretical isoelectric point (pI) was 8.53, with 4 transmembrane domains and 3 PKC phosphorylation  sites. The homology analysis showed that the amino acid sequence of O. niloticus claudin-5 was 97.55% similar to that of O. aurea. Phylogenetic tree results also showed that the claudin-5 amino acid sequences of the two were clustered into one branch,  and they were closely related. The expression level of claudin-5 in the brain of O. niloticus was extremely high, about 300 times  that of blood cells. Therefore, it had obvious tissue specificity of expression of claudin-5. After stimulation by S. agalactiae, the  expression levels of claudin-5 in brain and head kidney reached the highest at 12 h and then began to decrease. Among them,  the expression level in brain was the lowest at 48 h, but it was still higher than that at 0 h, while the expression level in head  kidney decreased after obvious up-regulation at 48-96 h. The expression of claudin-5 in intestine increased slowly at 6-12  h and increased significantly at 48 h and  reached the highest value. Afterwards, it was downregulated at 48-96 h, but lower  than that at 0 h. The expression of claudin-5 in liver significantly decreased, then rose slightly at 24 h and then continued to  decrease.【Conclusion】The expression of claudin-5 in brain tissue was extremely high, with obvious tissue specificity. After  stimulated by S. agalactiae, claudin-5 of O. niloticus played an important role in the host’s resistance to S. agalactiae invasion,  especially in protecting the central nervous system through the blood-brain barrier.
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