中國水產門戶網報道摘 要 干擾素系統包括分泌合成干擾素的細胞系以及受干擾素作用的細胞系，是機體對抗病毒感染的一道重要防御系統。干擾素系統也存在于魚類，而且魚類細胞的抗病毒機制與哺乳類動物相一致。干擾素通過結合到細胞膜上的干擾素特異受體，依賴酪氨酸激酶和STAT蛋白構成的Jak-STAT信號途徑將細胞膜信號迅速傳至細胞核，與存在于干擾素誘導基因的干擾素刺激反應元件結合，促進干擾素激活基因的表達，編碼合成數種抗病毒蛋白，來控制病毒某些蛋白的合成，從而達到抗病毒感染的目的。本文對當前魚類報道中的魚類干擾素系統及其抗病毒機制的研究進展作以綜述。
關鍵詞 魚類 干擾素系統 干擾素激活基因 抗病毒蛋白
    干擾素系統是機體對抗病毒感染的一道重要防御系統，它與細胞免疫、體液免疫及其他非特異性免疫協同作用抵抗病毒的侵染。包括分泌合成干擾素的細胞系以及受干擾素作用的細胞系，即指所有病毒感染等外部刺激后能激活干擾素合成的細胞和對干擾素的作用發生反應并建立抗病毒狀態的細胞。近年來的研究表明，干擾素系統也存在于魚類。首先，干擾素與細胞膜上的干擾素特異性受體結合，依賴Jak-STAT這一信號途徑，合成干擾素激活基因因子(ISGF-3)，使得細胞膜信號迅速傳至細胞核，再與干擾素刺激反應元件(ISRE)結合，促進干擾素激活基因(ISG)的表達，從而抑制某些病毒蛋白的合成，以達到抗病毒目的。

1 魚類干擾素

干擾素(IFN)是機體細胞在病毒感染，或者受核酸、細菌內毒素、促細胞分裂素等的作用下，由受體細胞分泌的一種具有高度生物學活性的糖蛋白，具有抗病毒、抗腫瘤、免疫調節等生物學功能。在哺乳類，IFN可分為IFNα、IFNβ、IFNγ三種類型。IFNα和IFNβ被歸類為I類IFN，IFNγ稱為II類IFN，兩類IFN有不同的細胞起源，并介導一系列不同的活性。魚類IFN 可分為兩類：①耐酸(pH值為2時穩定)，耐熱，由病毒或dsRNA等誘導，性質與哺乳動物I型IFN相似；②不耐酸，不耐熱，由白細胞、T細胞或巨噬細胞產生，有絲分裂素等誘導，與哺乳動物II型IFN 相似。魚類IFN的pI為5.4～7.1；分子量介于16～94ku；對胰蛋白酶敏感；抗RNase、DNase；具糖蛋白性質。魚類IFN在同種細胞上，具有廣譜抗病毒活性，對魚類和非魚類病毒、RNA和DNA病毒都有抑制作用，且不需要任何抗體反應或免疫成分參與，因此其抗病毒作用越來越受到重視。魚類干擾素的研究起步雖晚，但進展快，國外曾報道過黑頭軟頭鰷、虹鱒和牙鲆等魚類產生IFN的研究，國內也在草魚性腺細胞中檢測到IFN 因子。最初，wilson 等發現了與HuIFNβ同源的基因；1998年Chinchar等，從斑鮰中檢測到魚類IFNγ，其性質類似于哺乳Ⅱ型干擾素；1993年Tamai等克隆到了牙鲆干擾素cDNA，與哺乳動物I型IFN有12%～24%的同源性；2003年，Altmann等克隆出一個與雞干擾素基因同源性很高的斑馬魚基因DrIFN，并證明其能夠誘導激活抗病毒基因Mx的啟動子，能誘導細胞的抗病毒狀態；同年，Stephen等也報道了斑馬魚的干擾素基因DrIFN。張義兵等，成功克隆了鯽魚IFN基因的全長cDNA序列，與斑馬魚干擾素的同源性達7O%。最近，又鑒定到了鯰和斑癊魚干擾素的cDNA。這些結果表明魚類的干擾素不止一種。
干擾素誘導機體產生抗病毒狀態需要兩個重要的步驟：①干擾素與靶細胞膜上特異性受體結合。靶細胞上特異性受體由兩個亞單位α(IFNAR-1)、β(IFNAR-2)構成異型四聚體，屬于Ⅱ類細胞因子受體家族。②與受體結合后的細胞內信號轉導。

2 魚類酪氨酸激酶(Jak)和STAT蛋白

魚類干擾素的信號傳導機制主要依賴Jak-STAT這一信號途徑，將細胞膜信號迅速傳至細胞核。已發現的魚類Jak激酶有四種：Jak1、Jak2、Jak3與Tyr2。在干擾素的刺激下Jak1磷酸化，Tyr2交叉磷酸化，活化的Jak1和Tyr2可使IFNAR-1的466位酪氨酸磷酸化；Jak2可招募STAT1并使其磷酸化。STAT蛋白是潛在的轉錄調節因子，最初存在于細胞質中，然后被轉運至細胞核。已發現的STAT蛋白有七種：STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b以及STAT6。STAT結合于干擾素受體，先與Jak結合發生磷酸化，隨即與相同的或其他的STAT在SH2結構域介導下形成二聚體，然后從干擾素受體上解離。通常STAT-STAT的二聚體通過一個DNA結合蛋白構成一個STAT1-STAT2-p48復合體，即干擾素激活基因因子(ISGF-3)。
魚類與哺乳類的Jak激酶和STAT蛋白的結構具有很高的同源性，表示它們在信號通路中也可能具有相同的功能。鯽魚CaSTAT1蛋白與大鼠STAT1有最高同源性達59%，具有哺乳類STAT 功能蛋白的DNA協同結合域、卷曲螺旋域、DNA結合域、SH2域等；且鯽魚CaSTAT1蛋白C末端的轉錄激活域較短，沒有PMSP序列，與人的STAT1β一致，由人的STAT1β是STAT1α的一個自然剪接體，可以推論出在鯽魚還有一個STAT1α蛋白存在。河純的Jak1、Jak2、Jak3、Tyr2基因，以及斑馬魚的STAT1、STAT3和STAT5基因都已得到了鑒定。

3 干擾素激活基因(ISG)

ISGF-3在細胞核內與干擾素刺激反應元件(ISRE)結合，促進干擾素激活基因(ISG)的表達。成功克隆的ISG基因只有虹鱒ISG15基因和在金魚中鑒定的ISG15基因。另外，張義兵等在對所建立的差減cDNA文庫進行序列分析時，發現兩種新型干擾素刺激基因ISGs，即Gig1和Gig2，
并進一步驗證了Gig的抗病毒功能，Gig1表現為一種遲發型干擾素刺激基因，而Gig2作為一個即發基因，可直接激活蛋白酶。

4 魚類抗病毒蛋白

干擾素激活基因(ISG)可編碼數種抗病毒蛋白，包括：蛋白激酶、2’，5’-寡腺苷酸合成酶、核糖核酸酶L、RNA特異性腺苷脫氨基酶、表皮生長因子、血小板衍生生長因子、以及Mx蛋白等，它們能抑制病毒蛋白的合成。目前，發現的魚類抗病毒蛋白有：蛋白激酶(PKR)和Mx蛋白。蛋白激酶在活化后可使合成病毒蛋白質的起始因子失活。哺乳類PKR 蛋白的N-端為兩個dsRBMs域(dsRBM1和dsRBM2)，能夠高效結合dsRNA，從鯽魚中克隆到的PKR基因與哺乳類的PKR基因高度同源，其C-端具有PKR家族高度保守的功能結構域，N-端是兩個Z-DNA結合域(Zα1和Zα2)，表達的多肽與哺乳類PKR的dsRBM 一樣，并在體外能有效結合人工雙鏈RNA(polyI：C)。Mx蛋白是由宿主細胞快速表達的具有GTP酶活性的抗病毒蛋白，具有典型的三聯體ATP／GTP結合區、發動蛋白家族結構的特征序列以及亮氨酸拉鏈結構和定位信號。Nygaard等，發現魚類Mx蛋白主要通過I型干擾素誘導，并認為Mx蛋白可以作為魚類中產生I型干擾素的分子標志，誘導型表達的Mx蛋白具有廣譜的抗病毒效應，并且Mx蛋白表達穩定，只受I型干擾索介導且特異性強，所以，魚類Mx蛋白還可以作為間接反應干擾素水平的參照指標。

5 結語

魚類是低等脊椎動物，非特異性免疫占有重要地位。干擾素系統作為一種高效的非特異性免疫因子，在魚體的抗感染免疫中發揮重要的作用。近年來，關于魚類IFN系統研究的重要進展不僅從分子水平上有力證明了魚類干擾素系統的存在，而且表明魚類細胞的抗病毒免疫反應機制與哺乳類相一致。世界上很多實驗室正力求克隆更多的魚類抗病基因以用于魚病防治。然而我們也應該看到，目前對于魚類干擾素系統的細胞內信號傳導和抗病毒作用還僅僅是概括出了一個很粗的輪廓，中間的細節還需要進一步的研究。隨著干擾素系統抗病毒機制研究的不斷深入，不僅為干擾素治療病毒性感染提供理論依據，并將為干擾素在水產養殖
業帶來更廣闊的應用前景，對魚類抗病毒藥物的研制開發將有重要的理論指導意義。