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白介素（Interleukin,IL）是细胞因子的一个亚群,是参与免疫系统细胞间调节的分子。白细胞介素表达于各种组织、器官,在个体免疫过程中发挥着重要作用,根据白细胞介素蛋白质结构的同源性可将其分为几个家族。在哺乳动物中,白细胞介素12家族包括IL-12、IL-23、IL-27、IL-35和IL-39,因为其独特的异源二聚体结构而受到关注,其每个成员均由一个α亚基（p19、p28和p35）和一个β亚基（p40和Ebi3）组成。关于白细胞介素12家族成员在免疫过程中的研究仅见于一些哺乳动物中,而在鱼类中鲜有报道。据报道,白细胞介素12家族成员参与鱼类感染过程,为了进一步研究其在鱼类免疫过程中的作用,我们对脊椎动物的白细胞介素12家族基因进行了系统进化分析,研究了这些基因在尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）不同组织中的表达模式以及在细菌和病毒感染后的表达变化,其中罗非鱼白细胞介素12家族成员il12ba在卵巢中表达量最高,于是我们通过CRISPR/Cas9基因编辑技术探究了il12ba对卵巢形态和卵母细胞成熟的影响。本研究的主要结果如下:1、白细胞介素12家族成员基因的分离与进化分析通过同源比对搜索以及转录组数据分析,本研究从脊椎动物基因组数据库中分离白细胞介素12家族基因,成功的在四足动物中分离出IL12A、IL27B、IL23A、IL12B和IL27B基因,而在发生第三轮基因组复制的真骨鱼如斑马鱼、河鲀、青鳉和罗非鱼中分离出两个il12a（il12aa和il12ab）和三个il12b（il12ba、il12bb和il12bc）,在发生了第四轮基因组复制的鲤鱼中存在四个il12a（il12aa1、il12aa2、il12ab1和il12ab2）,在大西洋鲑中则存在五个il12b（il12ba1、il12ba2、il12bb1、il12bb2和il12bc）,尼罗罗非鱼基因组中共分离得到6个白细胞介素12家族成员,分别是il27b、il12aa、il12ab、il12ba、il12bb和il12bc。由于真骨鱼类在进化上经历了一次特有的基因组复制,由此推断,白细胞介素12家族在鱼类中的扩张可能是由真骨鱼类特有的基因组复制造成的。通过构建系统进化树和共线性分析,我们发现罗非鱼il12aa是哺乳动物IL12A的同源基因,而和il12bc相比,罗非鱼il12ba和il12bb与哺乳动物IL12B的同源性更高。2、罗非鱼白细胞介素12家族成员的转录组分析及表达对尼罗罗非鱼10个成鱼组织的转录组分析结果表明,罗非鱼白细胞介素12家族成员在罗非鱼的免疫器官中都有表达,il27b、il12bb和il12bc高表达于头肾。另外il12ba高表达于卵巢,il12aa、il12ab高表达于脑。这些结果暗示罗非鱼白介素12家族基因在免疫和生殖系统中可能发挥着重要作用。通过LPS和poly（I:C）处理实验和real-time PCR,我们对尼罗罗非鱼的肝、肾、头肾组织il12aa、il12ab、il12ba、il12bb和il12bc的表达水平进行检测,发现这些基因的m RNA水平在4h和（或）12h时都显著性上调,证明了这些白细胞介素基因在罗非鱼的细菌和病毒感染过程中发挥作用。3、il12ba表达模式的验证及细胞定位通过转录组数据分析发现,il12ba在卵巢中表达量最高。为了进一步探索il12ba在卵巢中的作用,real-time PCR检测结果表明il12ba在卵巢中的表达显著高于其他组织,其结果和转录组分析结果一致。ISH（In situ hybridization）对il12ba进行细胞定位的结果表明il12ba表达于2、3、6个月卵巢的I、II时相卵母细胞细胞质中。4、il12ba对尼罗罗非鱼卵巢发育的影响之前从未有报道称白细胞介素在鱼类性腺中高表达,基于这一新的发现,我们通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对尼罗罗非鱼il12ba进行了基因敲除,成功建立了罗非鱼il12ba纯合突变系。在5个月时,il12ba纯合突变的雌鱼卵巢发育异常,卵巢与生殖孔链接处变得细窄。通过H.E.染色发现,突变雌鱼卵巢中仅可见I、II时相的卵母细胞,没有III时相卵母细胞出现,这些结果预示着il12ba可能对于卵母细胞的发育和卵巢正常功能的维持中发挥作用,同时也说明免疫系统和生殖系统之间的潜在联系。综上所述,我们在尼罗罗非鱼基因组中分离到6个白细胞介素12家族基因,il12a和il12b基因在罗非鱼的基因组中发生了复制。对尼罗罗非鱼10个成鱼组织的转录组分析结果表明,这些基因都在罗非鱼免疫器官中表达,LPS和poly（I:C）处理实验验证了这些基因在罗非鱼免疫过程中的作用。用real-time PCR验证了il12ba的表达,其结果和转录组一致,并且将其定位在卵母细胞胞质中。通过基因敲除模型,我们发现il12ba基因缺失会导致雌鱼卵巢发育异常,这说明了il12ba可能在罗非鱼卵巢发育中也具有重要作用。本研究为进一步理解白细胞介素12家族在硬骨鱼类中的扩展以及il12ba在鱼类生殖中发展出的新功能提供了新的视角。