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维甲酸诱导基因I (retinoic acid-inducible gene I, RIG-I),是一类胞质模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs),它能够识别RNA病毒的ssRNA或病毒复制过程中产生的dsRNA,并启动Ⅰ型干扰素相关抗病毒先天性免疫反应。RIG-I蛋白序列生物信息学分析显示,鸟类RIG-I与爬行类亲缘关系较近,但与哺乳类较远。RIG-I磷酸化位点和泛素化位点数量在鱼类-爬行类-哺乳类进化轴上逐渐增加,但泛素化位点数量在鱼类-爬行类-鸟类进化轴上先增加后减少。这说明RIG-I在爬行类向哺乳类和鸟类进化过程中,调控机制的复杂化程度出现了较大差异。水禽(鸭子和鹅)与哺乳类(人和小鼠)RIG-I表达量和亚细胞定位显示,水禽RIG-Ⅰ及其CARDs (Caspase recuriment domains, CARDs)表达量显著高于哺乳类RIG-Ⅰ和CARDs。密码子偏好性分析显示水禽RIG-I在人的表达系统中适应性高于人和小鼠RIG-I,而稀有密码子数则少于人和小鼠RIG-I,这可能是人和小鼠RIG-I表达量较低的原因。水禽与哺乳类RIG-I抗流感病毒能力比较显示,鸭子和鹅RIG-I/CARDs在鸡的细胞中可显著性增强IFN-β, Mx, PKR表达量,并抑制流感病毒复制,但人和小鼠RIG-I/CARDs在鸡的细胞中则无法行使其抗病毒功能。相反,人和小鼠RIG-I/CARDs在人肺癌细胞系A549中可显著性上调IFN-β,Mx,PKR等抗病毒基因表达并抑制流感病毒复制。但鸭RIG-I及其CARDs在A549细胞中作用较弱,鹅RIG-I反而抑制干扰素表达。以上结果说明RIG-I只能在亲缘关系较近的物种中发挥其抗病毒作用。为明确鸭子和鹅RIG-I诱导干扰素诱导能力差异的原因,我们将dCARDs (duckCARDs)与gCARDs (gooseCARDs)的CARD1结构域互换。结果表明dCARDl替换gCARDs中的gCARDl导致其干扰素诱导能力降低,dCARD2替换gCARDs中的gCARD2导致其干扰素诱导能力增强。这说明CARD1上部分氨基酸位点差异导致鸭子和鹅RIG-Ⅰ干扰素诱导能力不同。点突变证实dCARDs第8位丝氨酸负调控其干扰素诱导。因此我们认为鹅RIG-Ⅰ第8位缺少丝氨酸可能使其不受到磷酸化负调控,从而对干扰素诱导能力更强。为验证dRIG-Ⅰ是否在鸭胚胎成纤维细胞(DEF)识别流感病毒过程中起关键作用,我们利用siRNA干扰DEF细胞中RIG-Ⅰ基因的表达。结果显示RIG-Ⅰ表达量的降低导致ZB07病毒M基因表达上调,干扰素表达显著性降低。这说明DEF能够利用RIG-Ⅰ识别流感病毒,进而诱导抗病毒先天性免疫反应。为验证dRIG-Ⅰ能否为RIG-Ⅰ天然缺失的鸡DF-1细胞提供抗病毒保护作用,我们在DF-1细胞中进行dRIG-Ⅰ过表达和禽流感病毒ZB07感染。结果显示RIG-Ⅰ可抑制ZB07病毒诱导的鸡DF-1细胞凋亡,减少细胞病变。以上结果暗示鸭子RIG-Ⅰ在鸭子识别禽流感病毒中起至关重要的作用,并且可以作为改善鸡对流感病毒敏感性的备选基因。综上所述,本研究揭示了脊椎动物RIG-Ⅰ的进化规律,水禽与哺乳类RIG-Ⅰ之间功能差异,以及鸭子RIG-Ⅰ在识别流感病毒过程中的作用。这些研究结果为禽类RIG-Ⅰ抗流感功能的进一步研究提供了理论依据。