中国树鼩肿瘤坏死因子受体超家族（TNFRSF）的鉴定与特征分析：为人类病毒感染研究提供新视角

《BMC Genomics》：Identification and characterization of the tumor necrosis factor receptor superfamily in the Chinese tree shrew (Tupaia belangeri chinensis)

为深入了解树鼩免疫系统及 TNFRSF 在抗病毒免疫中的作用，广西医科大学研究人员开展了对中国树鼩 TNFRSF 的研究。他们鉴定出 24 个 tTNFRSF 基因，发现其与人类基因相似，感染病毒后多数基因上调，可能通过激活 NF-κB 通路发挥抗病毒功能，为相关研究提供重要依据。

　　在生命科学的探索之旅中，病毒感染一直是威胁人类健康的重要难题。当病毒入侵人体，免疫系统会迅速启动一系列复杂的免疫反应来抵御病原体。肿瘤坏死因子受体超家族（TNFRSF）在这一过程中发挥着关键作用，它参与细胞分化、宿主免疫防御、炎症反应和信号转导等重要生理过程 。然而，对于与人类遗传关系密切的树鼩，其免疫系统相关研究却相对有限。尽管树鼩常被用于人类疾病模型研究，具有体型小、繁殖周期短、饲养成本低等优势，且在基因层面与人类的相似度高于传统实验动物，但目前对树鼩的免疫机制了解仍不足，这限制了其在医学研究中的进一步应用。

为了深入探究树鼩的免疫反应机制，特别是 TNFRSF 在其中的作用，广西医科大学的研究人员开展了一项关于中国树鼩（Tupaia belangeri chinensis）TNFRSF 的研究。他们的研究成果发表在《BMC Genomics》上，为人类病毒感染研究提供了新的视角和重要依据。

研究人员运用了多种技术方法来开展这项研究。在样本方面，使用了健康成年树鼩，从其体内获取多种组织样本以及外周血单核细胞（PBMCs）。在基因分析技术上，通过从 NCBI 数据库获取基因序列，运用 MUSCLE 算法在 MEGA - 11 软件中进行多序列比对构建系统发育树；利用 Tbtools - II v2.088 预测基因结构，MEME 在线系统预测保守基序和结构域，还通过多种在线工具分析理化性质；借助 GFF 文件和 Ensembl 数据库进行染色体定位和共线性分析；运用 RNA 测序（RNA - seq）检测基因表达，构建蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络；采用免疫荧光技术检测目标蛋白在树鼩脾脏中的表达；使用 GraphPad Prism 软件进行统计分析。

研究结果如下：

1. TNFRSF 基因的比对、系统发育关系和分类：通过对树鼩、人类、恒河猴等 11 个物种的 TNFRSF 基因进行多序列比对和系统发育分析，发现树鼩的 24 个 TNFRSF 基因可分为 7 个主要簇（I - VII）。其中 11 个基因与人类和其他灵长类动物的基因聚类更紧密，表明树鼩 TNFRSF 基因在功能上可能与人类最为接近，尤其是在免疫功能和与免疫分子的作用机制方面。
2. tTNFRSF 蛋白的结构和基序相似性：利用 MEME 软件对 tTNFRSF 蛋白的保守基序和结构域进行预测分析，发现不同亚组的 tTNFRSF 蛋白具有相似的基因结构和基序组成，并且在系统发育树中倾向于聚集在一起。例如，不同亚组的基因包含特定的基序，部分基因还具有特征性的死亡结构域（DD）等。
3. tTNFRSF 蛋白的理化性质：对 tTNFRSF 蛋白的理化性质评估显示，多数 tTNFRSF 受体的平均疏水得分小于 0，且每个成员都含有相对高疏水性的区域，推测这些受体可能具有跨膜结构，主要位于细胞膜上。如 tTNFRSF6 被预测为稳定蛋白，且亲水性较高，而 tTNFRSF12A 则是最疏水的蛋白。
4. TNFRSF 基因的保守性及树鼩与人类的遗传关系：在树鼩基因组中未观察到 tTNFRSF 基因的串联或节段性重复事件。通过共线性分析发现，树鼩与人类之间的 TNFRSF 基因直系同源对数量多于树鼩与小鼠之间的数量，且树鼩与人类的 TNFRSF 基因平均同义突变率（Ks）值小于树鼩与小鼠的，表明树鼩在 TNFRSF 基因层面与人类的遗传关系更近。同时，所有直系同源基因对的非同义突变率（Ka）与同义突变率（Ks）比值小于 1，多数不超过 0.5，说明 TNFRSF 基因经历了显著的正向纯化选择，具有较高的保守性。
5. tTNFRSF 基因在树鼩不同组织中的表达谱：通过对树鼩多种组织的转录组测序数据分析，发现 TNFRSF 基因在所有检测的组织中均有表达，但在免疫器官中表达较高。不同基因在不同组织中呈现特异性表达模式，如 TNFRSF17 在肾脏组织中显著表达，TNFRSF11B 和 TNFRSF8 在肝脏组织中表达较高等。通过构建 PPI 网络和 RT - qPCR 验证，确定了如 TNFRSF4、TNFRSF7、TNFRSF13C 和 TNFRSF25 等关键基因，且这些基因在脾脏组织中表达最高。免疫荧光实验还证实了 TNFRSF13C 与 B 细胞表面标记 CD79A 在脾脏、淋巴结和扁桃体中的共表达。
6. tTNFRSF 基因在树鼩病毒感染后的表达模式：研究人员对感染不同病毒（如 EBV、HCV 等）的树鼩进行研究，发现多数 TNFRSF 基因在病毒感染后表达上调。不同病毒感染后，TNFRSF 基因的表达变化存在差异，如 EBV 感染后，TNFRSF5 和 TNFRSF14 显著上调，TNFRSF19 显著下调；HCV 感染后不同时间点，多个 TNFRSF 基因的表达也发生显著变化。通过提取上调的 TNFRSF 基因进行分析，发现有 8 个基因（TNFRSF1A、TNFRSF1B、TNFRSF3、TNFRSF5、TNFRSF7、TNFRSF13B、TNFRSF14 和 TNFRSF19L）在不同病毒感染后均上调，提示这些基因可能在病毒感染过程中协同发挥作用。
7. tTNFRSF 基因在 EBV 感染中的功能：通过对 EBV 感染树鼩的基因表达谱进行基因集富集分析（GSEA），发现 TNFRSF 基因可能激活 NF - κB、MAPK、JNK、mTOR 和细胞凋亡等信号通路。相关性分析表明，TNFRSF1A、TNFRSF3 和 TNFRSF19L 与 NF - κB 通路显著相关，TNFRSF14 与 NF - κB 转录因子活性的负调控呈显著负相关。将所有 tTNFRSF 基因作为一个自定义基因集分析发现，其与 NF - κB 转录因子活性的正调控和 NIK NF - κB 信号的正调控呈正相关，与细胞凋亡通路呈负相关。

综合研究结论和讨论部分，该研究全面分析了中国树鼩的 24 个 tTNFRSF 基因，揭示了其结构、保守基序、理化性质、进化关系和组织表达模式。研究表明 tTNFRSF 基因与人类的 TNFRSF 基因在进化上更为接近，在树鼩病毒感染模型中，TNFRSF 基因很可能通过激活 NF - κB 通路发挥抗病毒功能。这些研究结果为深入理解树鼩在人类病毒感染模型中的作用提供了重要依据，有助于推动基于树鼩模型的抗病毒药物或疫苗的研发，对生命科学和医学研究具有重要的意义。