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鱼类干扰素系统研究进展

干扰素系统是机体对抗病毒感染的一道重要防御系统，它与细胞免疫、体液

免疫及其他非特异性免疫协同作用抵抗病毒的侵染。包括分泌合成干扰素的细胞

系以及受干扰素作用的细胞系，即指所有病毒感染等外部刺激后能激活干扰素合

成的细胞和对干扰素的作用发生反应并建立抗病毒状态的细胞。近年来的研究表

明，干扰素系统也存在于鱼类。首先，干扰素与细胞膜上的干扰素特异性受体结

合，依赖Jak-STAT这一信号途径，合成干扰素激活基因因子(ISGF-3)，使得细

胞膜信号迅速传至细胞核，再与干扰素刺激反应元件(ISRE)结合，促进干扰素激

活基因(ISG)的表达，从而抑制某些病毒蛋白的合成，以达到抗病毒目的。

鱼类干扰素

干扰素(IFN)是机体细胞在病毒感染，或者受核酸、细菌内毒素、促细胞分

裂素等的作用下，由受体细胞分泌的一种具有高度生物学活性的糖蛋白，具有抗

病毒、抗肿瘤、免疫调节等生物学功能。在哺乳类，IFN可分为IFNα、IFNβ、

IFNγ三种类型。IFNα和IFNβ被归类为I类IFN，IFNγ称为II类IFN，两类IFN

有不同的细胞起源，并介导一系列不同的活性。鱼类IFN可分为两类：①耐酸(pH

值为2时稳定)，耐热，由病毒或dsRNA等诱导，性质与哺乳动物I型IFN相似；

②不耐酸，不耐热，由白细胞、T细胞或巨噬细胞产生，有丝分裂素等诱导，与

哺乳动物II型IFN相似。鱼类IFN的pI为5.4～7.1；分子量介于16～94ku；对

胰蛋白酶敏感；抗RNase、DNase；具糖蛋白性质。鱼类IFN在同种细胞上，具

有广谱抗病毒活性，对鱼类和非鱼类病毒、RNA和DNA病毒都有抑制作用，且

不需要任何抗体反应或免疫成分参与，因此其抗病毒作用越来越受到重视。鱼类

干扰素的研究起步虽晚，但进展快，国外曾报道过黑头软头鲦、虹鳟和牙鲆等鱼

类产生IFN的研究，国内也在草鱼性腺细胞中检测到IFN因子。最初，wilson等

发现了与HuIFNβ同源的基因；1998年Chinchar等，从斑鮰中检测到鱼类IFNγ，

其性质类似于哺乳Ⅱ型干扰素；1993年Tamai等克隆到了牙鲆干扰素cDNA，与

哺乳动物I型IFN有12%～24%的同源性；2003年，Altmann等克隆出一个与鸡

干扰素基因同源性很高的斑马鱼基因DrIFN，并证明其能够诱导激活抗病毒基因

Mx的启动子，能诱导细胞的抗病毒状态；同年，Stephen等也报道了斑马鱼的干

扰素基因DrIFN。张义兵等，成功克隆了鲫鱼IFN基因的全长cDNA序列，与

斑马鱼干扰素的同源性达7O%。最近，又鉴定到了鲶和斑癊鱼干扰素的cDNA。

这些结果表明鱼类的干扰素不止一种。

干扰素诱导机体产生抗病毒状态需要两个重要的步骤：①干扰素与靶细胞膜上特

异性受体结合。靶细胞上特异性受体由两个亚单位α(IFNAR-1)、β(IFNAR-2)构

成异型四聚体，属于Ⅱ类细胞因子受体家族。②与受体结合后的细胞内信号转导。

2鱼类酪氨酸激酶(Jak)和STAT蛋白

鱼类干扰素的信号传导机制主要依赖Jak-STAT这一信号途径，将细胞膜信

号迅速传至细胞核。已发现的鱼类Jak激酶有四种：Jak1、Jak2、Jak3与Tyr2。

在干扰素的刺激下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

是潜在的转录调节因子，最初存在于细胞质中，然后被转运至细胞核。已发现的

STAT蛋白有七种：STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b以及STAT6。

STAT结合于干扰素受体，先与Jak结合发生磷酸化，随即与相同的或其他的STAT

在SH2结构域介导下形成二聚体，然后从干扰素受体上解离。通常STAT-STAT

的二聚体通过一个DNA结合蛋白构成一个STAT1-STAT2-p48复合体，即干扰素

激活基因因子(ISGF-3)。

鱼类与哺乳类的Jak激酶和STAT蛋白的结构具有很高的同源性，表示它们在信

号通路中也可能具有相同的功能。鲫鱼CaSTAT1蛋白与大鼠STAT1有最高同源

性达59%，具有哺