鴨IgG的研究進(jìn)展及Fc段的遺傳進(jìn)化分析

馬德明 解觀增 楊志隆 （河北省故城縣畜牧水產(chǎn)局 253800） 蔣磊 常維山 （山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動科院 山東 泰安）

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鴨IgG的研究進(jìn)展及Fc段的遺傳進(jìn)化分析

馬德明 解觀增 楊志隆 （河北省故城縣畜牧水產(chǎn)局 253800） 蔣磊 常維山*（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動科院 山東 泰安）

IgG(IgY)是鴨卵黃中的唯一免疫球蛋白。根據(jù)GenBank發(fā)表的鴨的IgG Fc段的核苷酸序列、氨基酸序列，和多種動物進(jìn)行遺傳進(jìn)化分析。得出鴨與雞的核苷酸同源性分別為67.9%，與其他所列哺乳動物的核苷酸同源性集中在40%~52%之間。鴨與雞的氨基酸同源性57.5%，與其他所列哺乳動物的氨基酸同源性集中在34%~43%之間。進(jìn)化樹結(jié)果顯示鴨的IgG Fc段基因與雞此段基因具有較近的親緣關(guān)系。

鴨 IgG 遺傳進(jìn)化分析

禽類IgG(或稱為IgY)是單體免疫球蛋白，禽類血清中IgG濃度(5~7mg/ml)比人的少，但含量遠(yuǎn)高于其它免疫球蛋白。它廣泛分布于血清、組織液和淋巴液中，并能通過卵膜進(jìn)入卵黃，為雛禽提供母源抗體保護(hù)。IgG在體內(nèi)含量大、分布廣、維持時間長，是機(jī)體抗感染免疫的主要力量。另外，它還參與抗腫瘤、抗寄生蟲等多種免疫過程，以及某種變態(tài)反應(yīng)[1, 2]。IgG通過Fc段與表面具有IgG FcrR的吞噬細(xì)胞、NK細(xì)胞結(jié)合，介導(dǎo)一系列生物學(xué)效應(yīng)，包括中和毒素作用、親和細(xì)胞而導(dǎo)致吞噬調(diào)理作用、胞外殺傷及免疫炎癥、ADCC作用、激活補(bǔ)體途徑等[3, 4]。本文對鴨IgG Fc段進(jìn)行了序列分析和遺傳進(jìn)化分析。

卵黃中免疫球蛋白只是IgG(IgY)[5]，重鏈的Fc段是IgG的重要功能區(qū)，所以對鴨IgG Fc段進(jìn)行了序列分析和遺傳進(jìn)化分析，為用雞制備鴨肝炎卵黃抗體的可行性提供理論基礎(chǔ)，為臨床上預(yù)防和治療鴨肝炎病提供方法。

1 鴨的IgG的研究進(jìn)展

鳥類的基因組已凝縮，體積約是哺乳動物的1/3。雖然鴨IgH 基因總體上比哺乳動物的短，但它們每個C區(qū)基因比哺乳動物的同源性大[6,7]。此外，鴨的IgH 基因座位含豐富的VNTRs，約占序列的60%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于哺乳動物，而基因組的其它序列區(qū)則含有更低的VNTRs，染色體上VNTRs的不對稱分布使這些類比解釋復(fù)雜化[8]。

鴨卵黃抗體IgY作為一種特異性多克隆抗體，被稱為新生代抗體。它有完整型的和缺失型的兩種類型的IgY，其缺失型IgY(△Fc)可以有效的排除假陽性反應(yīng)，能夠與別的特異性抗原有效結(jié)合而不會發(fā)生交叉反應(yīng)。兩種類型的IgY僅在一定的鹽濃度環(huán)境中產(chǎn)生沉淀反應(yīng)[9]。Brooke D H(2004)將IgY和IgY(ΔFc)從接種過大腸桿菌的鴨子里分離出來，用來制作E.coli-Ig免疫復(fù)合物(IC)[10]。

2 鴨的IgG的Fc段的遺傳進(jìn)化分析

2.1 分析方法：

采用DNAstar序列分析軟件對鴨的IgG的Fc段與GenBank中收錄的雞和多種哺乳類此段序列進(jìn)行序列同源性分析和遺傳進(jìn)化分析。

2.2 分析結(jié)果

2.2.1 IgG Fc核苷酸序列同源性比較 見表1。

表1 IgG Fc段核苷酸序列同源性

注：1-11分別代表鴨(序列號X65219.1)、大熊貓(序列號AY81 8390.1)、牛(序列號DQ452014.1)、犬(序列號AF354265.1)、雞(序列號X07174.1)、馬(序列號AY445517.1)、水貂(序列號L07789.1)、小鼠(序列號BC092049.1)、兔(序列號L29172.1)、豬(序列號NM213 828.1)、帚尾袋貂(序列號AF157619.1)。

由表1可以看出鴨的IgG Fc段核苷酸序列同源性與雞的最高達(dá)到67.9%，而與幾種哺乳動物的同源性集中在40%~52%。

2.2.2 IgG的Fc段核苷酸序列系統(tǒng)進(jìn)化樹

圖1 IgG Fc段核苷酸序列的系統(tǒng)進(jìn)化樹

由圖1看出鴨IgG Fc段氨基酸序列與雞的親緣性最高，與哺乳動物相差較多，但由上圖看出鳥類與哺乳類由一支分支演變而來。

2.2.3 幾種動物IgG Fc段氨基酸序列同源性比較 見表2。

表2 IgG Fc段氨基酸序列同源性

注：1-11分別代表：大熊貓(序列號AAX73307.1)、鴨(序列號CAA 46322.1)、牛(序列號ABE68619.1)、犬(序列號AAL35302.1)、雞(序列號S00390)、馬(序列號AAG01011.1)、小鼠(序列號BAC44885.1)、水貂(序列號AAA51281.1)、兔(序列號AAA64252.1)、豬(序列號ABY 85810.1)、帚尾袋貂(序列號AAD55590.1)。

由表2可以看出鴨的IgG Fc段氨基酸序列同源性與雞的最高達(dá)到57.5%，而與幾種哺乳動物的同源性集中在34%~43%.

2.2.4 IgG Fc段氨基酸序列的系統(tǒng)進(jìn)化樹

圖2 IgG Fc段氨基酸序列的系統(tǒng)進(jìn)化樹

由圖2看出鴨IgG Fc段氨基酸序列與雞的親緣性最高，與哺乳動物的親緣性較遠(yuǎn)，但由同一分支分化而來，與圖2所示結(jié)果相符。

3 討論

近年來，隨著我國養(yǎng)鴨業(yè)飼養(yǎng)規(guī)模的擴(kuò)大、集約化程度的提高及家禽市場流通的頻繁，鴨病的發(fā)生情況變得復(fù)雜，如鴨病毒性肝炎病，是流行于雛鴨的急性傳染病，尤其是1~2周齡的雛鴨發(fā)病率和死亡率都較高，給養(yǎng)殖業(yè)帶來了很大的損失[11]。而如今鴨病毒性肝炎的防治主要使用弱毒疫苗和高免血清或卵黃液，但弱毒疫苗免疫效果不理想，高免血清存在安全性差、成本高等缺點。將肝炎病毒分離株混合制成多價油苗，免疫試驗雞制備卵黃抗體，通過動物試驗和臨床發(fā)現(xiàn)，該卵黃抗體具有很好的預(yù)防作用和較好的治療效果[12]。而卵黃中免疫球蛋白只有IgG(IgY)，F(xiàn)c段又是IgG的重要功能區(qū)，所以對鴨IgG Fc段進(jìn)行了序列分析和遺傳進(jìn)化分析具有重要意義。

遺傳進(jìn)化分析結(jié)果顯示，IgG Fc段同源性與動物分類地位是一致的[13]。編碼鴨與雞IgG Fc段的核苷酸序列同源性最高，為67.9%，在遺傳進(jìn)化樹中處于同一大的分枝。犬、牛、馬、豬、袋貂、兔、大熊貓、小鼠、水貂與鴨IgG Fc段的核苷酸序列同源性分別51.3%以下，在遺傳進(jìn)化樹中處于另一個大的分支。

本研究表明，鴨IgG Fc段和雞的同源性和親緣性相對較高，臨床上應(yīng)用的雞制備鴨肝炎卵黃抗體，來防治鴨的病毒性肝炎病是可行的。實踐證明，肉鴨連續(xù)2次注射2次雞源卵黃抗體，未出現(xiàn)變態(tài)反應(yīng)。

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（2012–07–27）

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