红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)作为中国北方的一种重要水产生物,其经济产量深受海水氧含量的影响。近年来随着红鳍东方鲀养殖业的大幅扩增,海水不同溶氧量对红鳍东方鲀养殖的影响成为研究的热点。本研究基于红鳍东方鲀的基因组,对趋化因子及受体进行了鉴定分析;对红鳍东方鲀的三个组织(脑、血液、鳃)在不同溶氧量条件下进行处理和转录组测序分析,了解趋化因子及其受体在不同溶氧条件下的表达水平;进一步利用DNA pull down技术对在低氧胁迫下表现出明显差异表达的趋化因子及其受体进行基因转录调控层面的分析,剖析这些趋化因子及其受体相关的基因调控网络,进而揭示相关趋化因子及其受体与低氧胁迫的关系以及发挥功能的分子机制。其主要结果如下:1、利用生物信息学方法对红鳍东方鲀现有的基因组资源进行数据挖掘,并利用已报道的鲶鱼、斑马鱼和人三个物种的趋化因子序列比对到红鳍东方鲀基因组上,系统地从红鳍东方鲀基因组中鉴定出了9个CXC趋化因子配体(CXCL)基因、11个CXC趋化因子受体(CXCR)基因、22个CC趋化因子配体Javanese medaka(CCL)基因、25个CC趋化因子受体(CCR)基因。系统进化树显示相比于哺乳类、两栖类和鸟类,硬骨鱼之间在进化上的亲缘关系非常近。共线性分析显示红鳍东方鲀趋化因子及其受体所在染色体区域上下游的基因与斑马鱼对应区域基因分布结构保守。蛋白结构域分析显示除CCL17是非编码RNA外,上述21个CC趋化因子配体成员均含有保守的CC结构域,9个CXC趋化因子配体成员均含有保守的CXC结构域。除CCR3.2和CCR3.3是非编码RNA外,上述34种趋化因子受体均含selleck NMR有趋化因子受体特有的保守的7跨膜GPCR结构域。2、通过对红鳍东方鲀的三个组织(脑、血液、鳃)在不同溶氧量条件下进行处理和转录组测序分析,进而对三个组织的counts数进行统一均一化处理,结果表明:不同组织在应对低氧时表现出各自的特点。在脑中,转录组变化最小,差异基因14个;在血液中转录组变化最大,差异基因745个。可以推测,红鳍东方鲀对低氧的耐受性在脑中表现突出。此外,通过各组织筛选出的差异基因比较,我们发现各组织均表现出了各自大量不同于其他组织的差异基因数量,而组织之间共有的差异基因比例很低,这跟这些组织器官的功能息息相关。差异表达基因的GO功能和KEGG信号通路富集性分析结果表明,差异基因大多都富集到了肌肉收缩的调节(regulation of muscle contraction),谷氨酸突触(glutamatergic synapse),突触膜(synaptic membrane)等生物学过程中,调控HIF-1、AMPK、趋化因子和氨基酸代谢的信号路径可能在红鳍东方鲀的低氧应答反应中扮演着重要角色。此外,hif1、vegfa、gck、pfkfb和agr等基因在应对低氧过程中发挥了关键作用。在大脑中其可能通过强糖酵解为脑细胞提供了丰富的细胞结构和还原底物,同时降低氧化磷酸化和活性氧水平避免脑细胞氧化应激死亡;在鳃组织中其可能通过促进细胞凋亡去除不需要的或者异常的细胞以维持低氧胁迫下鳃组织内环境的稳定;在血液中其可能通过催化半必需氨基酸L-精氨酸转化为鸟氨酸和尿素,进而限制T细胞的活化和增殖,在血液中发挥多效性免疫调节的作用,以增强低氧耐受能力。3、低氧胁迫后,基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)表明趋化因子信号通路在红鳍东方鲀脑、血液和鳃中均呈现下调的表达趋势,但是仅在鳃中下调显著(adjusted P value<0.05)。对红鳍东方鲀趋化因子及其受体在三个组织中的表达量进行了热图聚类分析,结果显示趋化因子及其受体在组织间的表达模式差异较大,而在组织内的表达模式相近,表明趋化因子的表达具有组织特异性。我们选取低氧胁迫下在组织内表达量变化有差异、组织间表达量变化有明显趋势的趋化因子CCL25b及其受体CCR9b进行DNA pull down实验,质谱鉴定数据及GO富集分析结果表明:6个转录因子(C1QBP、PURA、ARHGAP35、NME2、RAP2C和DRG1)富集到了CCL25b和CCR9b的核心启动子区域,这些初步结果将有助于推进对与CCL25b和CCR9b表达调节机制有关的潜在生物学SCH772984过程的理解。虽然这些蛋白在调控CCL25b和CCR9b基因表达中的实际功能尚不清楚,但我们为寻找CCL25b和CCR9b的DNA相互作用蛋白提供了新的思路。