小斑猫鲨 MHC IIβ基因的等位基因共分离与单倍型多样性研究：揭开鲨鱼免疫遗传的神秘面纱

《Immunogenetics》：Allele co-segregation and haplotype diversity of MHC IIβ genes in the small-spotted catshark Scyliorhinus canicula

为探究鲨鱼主要组织相容性复合体（MHC）IIβ基因的遗传规律，研究人员以小斑猫鲨为对象开展研究。结果发现 MHC IIβ基因存在等位基因共分离现象，单倍型多样性丰富。该研究对理解鲨鱼适应性免疫反应及 MHC 进化意义重大。

　　在动物的免疫系统中，主要组织相容性复合体（MHC）发挥着关键作用，它就像是免疫系统的 “侦察兵”，能识别病原体并启动免疫反应。对于有颌脊椎动物来说，MHC 的多样性至关重要，它直接关系到物种在复杂环境中的生存和繁衍。在众多有颌脊椎动物中，软骨鱼类（如鲨鱼）是最基础的拥有类似哺乳动物适应性免疫系统的群体，其中 MHC 基因的研究备受关注。然而，目前对于软骨鱼类 MHC 基因的遗传规律，尤其是基因之间的相互关系和单倍型多样性的了解还十分有限。

为了填补这一空白，来自意大利米兰比可卡大学、葡萄牙波尔图大学等机构的研究人员，以小斑猫鲨（Scyliorhinus canicula）为研究对象，展开了深入研究。该研究成果发表在《Immunogenetics》杂志上，为我们理解鲨鱼的免疫遗传机制提供了重要线索。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，他们采集了两组小斑猫鲨成年个体及其后代的样本，一组来自葡萄牙里斯本附近海域捕获的一只野生母鲨及其 21 个后代，另一组来自德国斯特拉尔松德奥泽内姆的 7 只随机交配的成年个体（3 只雄鲨和 4 只雌鲨）及其 47 个后代。通过对这些样本的研究，利用微卫星基因分型技术确定亲子关系，再借助 MHC II^β基因扩增、文库制备和 Illumina 测序等技术，对 MHC II^β基因进行深入分析。

研究结果如下：

• 家族重建：利用微卫星位点对所有采样个体进行基因分型，除了 1 个后代样本扩增失败外，其余个体均成功获得多基因座微卫星基因型。根据微卫星数据，推断出第一组样本中至少存在 3 个未采样的父本，第二组样本中 55% 的后代成功被分配到采样的亲本对，最终确定了 5 个家族用于后续研究。
• MHC II^β基因分型：对 76 个个体进行 MHC II^β基因分型，64 个个体成功检测出 MHC II^β-A/B 基因，44 个个体成功检测出 MHC II^β-C 基因。经过筛选，共鉴定出 29 个真实等位基因，其中 5 个属于 MHC II^β-A，20 个属于 MHC II^β-B，4 个属于 MHC II^β-C。部分新发现的等位基因已提交至 GenBank。通过 Sanger 测序对 Illumina 测序结果进行验证，进一步确保了数据的准确性。
• 等位基因共分离和单倍型多样性：家族数据显示，MHC II^β基因的 A、B、C 三个谱系存在等位基因共分离现象。每个亲本最多向后代传递两种复合单倍型，研究共鉴定出 14 种不同的单倍型，其谱系和等位基因组成各不相同。携带谱系 C 等位基因的单倍型遗传距离和功能差异更高，而仅含 B 谱系等位基因的单倍型遗传距离和功能差异最低。
• MHC II^β的遗传结构：通过对参考基因组的分析发现，谱系 C 等位基因的 3′非翻译区（UTR）与谱系 A 和 B 的等位基因存在明显差异，这表明谱系 C 等位基因可能来自不同的基因座。此外，研究还发现部分个体中 MHC II^β-C 基因可能存在半合子状态，即该基因在同源染色体对中仅存在于一条染色体上。

研究结论和讨论部分表明，小斑猫鲨 MHC II^β基因的等位基因共分离现象与基因组组织相关，这暗示着 MHC II 区域（包括 α 和 β 基因）可能作为一个整体遗传，甚至可能延伸到相邻的 MHC I^a区域。单倍型中不同的等位基因组合可能影响 MHC II 蛋白与抗原的相互作用，从而影响个体的免疫功能。然而，该研究也存在一定的局限性，样本量较小可能影响结果的准确性，后续需要更大规模的研究进行验证。同时，结合长读长测序技术将有助于更精确地解析 MHC 基因的结构和遗传变异。

总的来说，这项研究为我们揭示了小斑猫鲨 MHC II^β基因的遗传奥秘，为进一步理解软骨鱼类的适应性免疫反应和 MHC 基因的进化提供了重要依据，也为后续研究奠定了坚实的基础。未来，随着研究的不断深入，有望更加全面地了解鲨鱼免疫系统的运作机制，为保护软骨鱼类资源和相关疾病的防治提供新的思路和方法。技术方法：采集两组小斑猫鲨样本（包括野生母鲨及后代、多对随机交配个体及后代），利用微卫星基因分型确定亲子关系，采用 MHC II^β基因扩增、文库制备和 Illumina 测序技术进行基因分型和分析。