Sequence Information, Ontogeny and Expression Analysis of Complement Component C3 in Walking Catfish Clarias macrocephalus

Abstract

บทคัดย่อ

ระบบคอมพลีเมนต์เป็นกลไกการป้องกันร่างกายของโฮสท์ที่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งอันหนึ่งซึ่งทำหน้าที่ส่งเสริมการทำงานของ ระบบภูมิคุ้มกันทั้งแบบไม่จำเพาะ และแบบจำเพาะเจาะจง โดยมีคอมพลีเมนต์ C3 ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของทุกกลไกการกระตุ้นในระบบ คอมพลีเมนต์ และยังมีความสำคัญมากต่อการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันในระยะเริ่มแรก การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบ พัฒนาการ และการแสดงออกของคอมพลีเมนต์ C3 ในปลาดุกอุย Clarias macrocephalus ด้วยวิธีทางชีวโมเลกุล จากการศึกษาโดยวิธี RACR-PCR ได้ชิ้นส่วนของ C. macrocephalus C3 cDNA ความยาว 4140 คู่เบส และมีความเหมือนกันกับลำดับกรดอะมิโนในบริเวณที่ สอดคล้องกันของ C3 ของปลาและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ระดับความเหมือนร้อยละ 52-64 และ 41-45 ตามลำดับ จากการเปรียบเทียบลำดับ กรดอะมิโนของ C. macrocephalus C3 และ C3 จากสัตว์ชนิดอื่นพบว่า C. macrocephalus C3 ประกอบไปด้วยส่วนที่ทำหน้าที่สำคัญ หลายส่วน เช่น thiolester site, cleavage sites สำหรับ C3 convertase และ factor I และ properdin binding site ซึ่งพบใน C3 จาก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่นกัน จากการศึกษาพัฒนาการชี้ว่า ไม่พบการแสดงออกของยีน C3 ในไข่ที่ยังไม่ได้รับการปฏิสนธิ แต่พบการแสดงออก ของยีน C3 ทันทีหลังจากที่ปลาดุกอุยฟักเป็นตัว และระดับการแสดงออกจะเพิ่มขึ้นเมื่อปลามีการพัฒนาหรือมีอายุมากขึ้น และพบว่าตับเป็น อวัยวะหลักที่มีการแสดงออกของยีน C3 นอกจากนี้การศึกษาการแสดงออกของยีน C3 ในตับปลาดุกอุยขนาดปลานิ้วหลังจากได้รับอาหารที่ ผสม β-glucan เป็นระยะเวลา 1, 3, 7, 14 วัน ด้วยวิธี Semi-quantitative PCR ยังแสดงว่า β-glucan สามารถกระตุ้นการแสดงออกของ ยีน C3 ได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยมีระดับการแสดงออกมากที่สุดเมื่อปลาได้รับอาหารที่ผสม β-glucan เป็นระยะเวลา 7 วัน ผลการศึกษาครั้งนี้ ชี้ให้เห็นว่า C3 มีความสำคัญในการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะ และ รูปแบบการแสดงออกของยีน C3 ยังสามารถนำมาใช้ เป็นเครื่องหมายในการประเมินสุขภาพของปลาได้

คำสำคัญ : ปลาดุกอุย, คอมพลีเมนต์ C3, การแสดงออกของยีน, การพัฒนาการ

Abstract

Complement system is a powerful host defense mechanism that contributes to both innate and acquired immunities. C3 is the central component of all activation pathways and plays a crucial role in the early immune response. The aim of this present study was to look into ontogeny and expression of C3 in walking catfish Clarias macrocephalus by using molecular techniques. A 4140 bp part of the cDNA encoding the walking catfish C. macrocephalus complement component C3 was obtained by RACR-PCR amplification. The deduced amino acid sequence showed that this partial sequence of C. macrocephalus C3 exhibited 52-64% and 41-45% identity with fish and mammal orthologs, respectively. The C. macrocephalus C3 sequence contained many functionally important sites such as thioester site, cleavage sites for C3 convertase and factor I as well as properdin binding site, which are present in mammalian C3. Ontogeny study of C. macrocephalus showed that C3 transcripts were not present in unfertilized egg but present immediately after hatching and gradually increased with development. Tissue distribution analysis revealed that C3 transcript was mainly expressed in liver. In addition, the expression level of C3 mRNA was examined in catfish fingerlings fed on β-glucan for 1, 3, 7 and 14 days. Semi-quantitative PCR analysis showed that C3 expression in liver of walking catfish was significantly induced by β-glucan. The highest expression of C3 mRNA was observed in fish fed on β-glucan for 7 days. These results particularly represented that C3 played an essential role in innate immune responses and the expression profile of C3 could be used as a reference marker for assessment of fish health.

Keywords : Clarias macrocephalus, complement component C3, gene expression, ontogeny