哺乳動(dòng)物先天免疫模式識(shí)別受體PRRs適應(yīng)性進(jìn)化研究.pdf

1、現(xiàn)生哺乳動(dòng)物廣泛分布在陸地、空中、水中和地下等生境中，面臨著不同的病原微生物，經(jīng)過世代的繁衍，它們已經(jīng)進(jìn)化出了自己特異的免疫適應(yīng)機(jī)制。其中，先天免疫作為免疫防御的第一道防線，通過模式識(shí)別受體(pattern recognition receptors，PRRs)直接與病原相互作用。然而整個(gè)哺乳動(dòng)物PRRs適應(yīng)性進(jìn)化模式還不夠清楚。鑒于此，本文選取20個(gè)PRRs基因，主要探索先天免疫在進(jìn)化過程中，不同類群受正選擇情況以及驅(qū)動(dòng)它們產(chǎn)生適應(yīng)性

2、改變的主要驅(qū)動(dòng)力。
　　20個(gè)PRRs基因包括TLRs家族的10個(gè)成員（TLR1-10）、CLRs家族的3個(gè)成員(Dectin1、Dectin2、MINCLE)、RLRs家族所有成員(LGP2、MDA5、RIGI)和NLRs家族的4個(gè)成員（NLRP3、NLRX1、NOD1、NOD2）。PAML選擇壓力分析結(jié)果顯示，PRRs整體都受到強(qiáng)烈地純化選擇(purify selection)，其中TLRs受純化選擇作用比non-TLRs弱。

3、雖然PRRs整體受到強(qiáng)烈的純化選擇，但是在一些氨基酸位點(diǎn)和類群中產(chǎn)生了適應(yīng)性改變。其中在細(xì)菌型TLR4，病毒型TLR8、TLR9以及NLRs家族的NOD2中正選擇信號(hào)最為強(qiáng)烈。此外，在對(duì)“食性”、“生存環(huán)境”、“種群大小”三種環(huán)境因子做branch model分析時(shí)顯示，生存環(huán)境是驅(qū)使哺乳動(dòng)物中PRRs適應(yīng)模式多樣化的主要的因素，其中海洋哺乳動(dòng)物ω值顯著升高。
　　另外，我們?cè)?8個(gè)中國(guó)江豚（finless porpoise，Ne

4、ophocaena phocaenoides）個(gè)體中鑒定出了164個(gè)TLRs基因的SNP位點(diǎn)，種群分析發(fā)現(xiàn)細(xì)菌型TLRs比病毒型TLRs擁有更豐富的遺傳多態(tài)性，其中TLR4遺傳多態(tài)性水平最高，病毒型TLR7多態(tài)性水平最低。不同類群中，NAS（N.a.sunameri）遺傳多態(tài)性水平均比NAA（N.a.asiaeorientalis）和NPP（N.p.phocaenoides）要高，印證了黃海種群(NAS)最為古老。淡水類群與海水類群雖然

5、存在分化(NAA-NAS:FST=0.023，p＜0.05)，但聚類結(jié)果卻不能完全將淡水類群與海水類群中分離開，這可能與江豚類群間的分化是近期事件有關(guān)。為了驗(yàn)證江豚類群間的分化是為了適應(yīng)特定環(huán)境產(chǎn)生的分子信號(hào)，我們用離群位點(diǎn)分析鑒定正選擇位點(diǎn)。結(jié)果一共篩選出了6個(gè)受強(qiáng)烈正選擇作用的位點(diǎn)(TLR2:52N513K;TLR5:10998D、110I232V、113M300T、116I673N;TLR7:130R634V)，這些位點(diǎn)不僅被2種

6、方法檢測(cè)到，而且至少在2個(gè)對(duì)比組中有檢測(cè)到。其中TLR5信號(hào)最為強(qiáng)烈，顯著偏離中性進(jìn)化(Tajima's D=-2.102，P=0.000)。將這些位點(diǎn)定位到蛋白的三及結(jié)構(gòu)上，發(fā)現(xiàn)這些離群位點(diǎn)都落在TLRs蛋白的重要功能域，比如:病原結(jié)合區(qū)域或是直接識(shí)別病原的亮氨酸重復(fù)區(qū)(leucine-rich repeat region，LRR)區(qū)域。
　　本文不僅在哺乳動(dòng)物水平對(duì)PRRs上進(jìn)行全面的進(jìn)化分析，揭示不同家族的進(jìn)化格局;而且進(jìn)一