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白细胞介素(Interleukin,IL)在机体抗感染、炎症和造血等生物学反应中发挥重要作用,在家禽疫病防治中也具有极大的应用价值。近年来,有关禽白细胞介素的研究发展迅速,涉及的禽类品种很多,但各品种所研究的白细胞介素种类并不多,所以其研究并不系统和全面。卢氏鸡是河南地方良种鸡,目前有关其白细胞介素的研究未见报道。故系统的克隆分析卢氏鸡白细胞介素,研究其活性,不但对研究鸡免疫系统及其免疫调节机理具有重要作用,而且在与人类和哺乳动物的比较免疫学、生物发育和进化的研究中具有重要意义。IL-21具有广泛的生物学功能,能够刺激T细胞、B细胞、NK细胞的增殖分化,增强NK细胞的杀伤活性,在免疫防御、抗瘤抑瘤等方面具有重要作用。因此,IL-21作为一种新型的免疫调节剂和免疫佐剂,具有很大的应用前景。本研究采用RT-PCR方法,从ConA诱导的卢氏鸡脾淋巴细胞中扩增了卢氏鸡IL-1β、IL-2、IL-3、IL-4、IL-9、IL-12B、IL-15、IL-17、IL-18、IL-21共10种白细胞介素全基因,并运用多种软件和在线服务器对各白细胞介素进行了信号肽、分子量、等电点、亲水性和三级结构分析,为进一步的表达及蛋白功能的研究奠定了良好基础。同时,将卢氏鸡各白细胞介素基因与其它禽类和哺乳动物进行了同源性分析和进化树构建。结果表明,卢氏鸡与其他品种鸡的白细胞介素基因核苷酸和所编码的氨基酸均具有极高的同源性,接近或达到100%,说明禽类白细胞介素基因非常保守。唯有IL-4变化较大,其核苷酸和氨基酸同源性分别为99.3%和97.8%,而IL-1β、IL-15和IL-12B的核苷酸虽有所变化但未导致氨基酸的改变。与哺乳动物相应基因的核苷酸同源性在50%左右,而氨基酸序列同源性有高有低:IL-2、IL-3、IL-4、IL-18的同源性在15%~25%,而IL-9、IL-12B、IL-17的同源性在40%~50%。在此基础上,本研究首次构建了鸡IL-21原核表达载体pET-28a-IL-21,并在大肠杆菌Rosetta(DE3)中实现了高效表达,表达的重组蛋白约占菌体总蛋白的33.9%。重组蛋白经镍柱亲和层析纯化和复性后,分别运用MTT法和ELISA法检测其对鸡外周血淋巴细胞增殖和分泌IL-2、IFN-γ的影响。结果表明,重组鸡IL-21蛋白不仅能明显刺激鸡外周血淋巴细胞的增殖,而且还能促进外周血淋巴细胞分泌IL-2和IFN-γ。本课题了解了卢氏鸡与其它品种禽类和哺乳动物白细胞介素在分子结构上的异同,而且首次构建了鸡IL-21原核表达系统,实现了鸡IL-21重组成熟蛋白的高效表达并初步测定了其生物学活性,为今后研究和利用家禽细胞因子和进一步研究鸡IL-21的结构和生物学功能奠定了良好的基础。