PHB提高克氏原螯虾细胞免疫的分子机理研究
虾类是地球上已知分布最广泛的甲壳动物，在维护生态环境和发展国民经济中发挥着举足轻重的作用，因此解析无脊椎动物先天免疫机制、提高其免疫稳态对于稳定无脊椎动物种群和提供人类所需优质蛋白十分重要。克氏原螯虾（Procambarusclarkii）是我国新兴的养殖品种，但在养殖规模不断扩大的趋势下需关注病害问题所带来的经济损失。 本团队前期研究分离得到一株高效积累聚羟基丁酸酯（poly-hydroxybutyrate，PHB）的细菌菌株Halomonas，并发现PHB能有效提高凡纳滨对虾（LitopenaeusVannamei）的生长和存活。进一步研究表明，PHB作为免疫增强剂可提高螯虾血细胞，尤其是半颗粒细胞对副溶血弧菌（Vibrioparahaemolyticus）的吞噬能力，且能提高溶菌酶（LZM）和酸性磷酸酶（ACP）活性，然而PHB提高螯虾先天免疫能力的分子机理尚未明确。 本研究在血细胞转录组测序的基础上，应用GO富集分析、KEGG通路注释及富集分析、差异表达基因聚类分析等方法对克氏原螯虾血细胞在3-羟基丁酸（3-HB）作用后5个不同时间点的差异表达基因（DEGs）进行了分析，筛选出可能在3-HB调控的免疫过程中发挥重要作用的信号通路及基因，并应用qRT-PCR、RNAi等技术明确了相关基因在3-HB作用后24h内的表达规律并验证了其在螯虾先天免疫过程中的功能。 对差异表达基因的GO及KEGG富集分析表明，3-HB可调节血小板活性、肌动蛋白细胞骨架调节以及Fcγ受体介导的吞噬作用等免疫相关信号通路相关基因的表达，进一步的分析表明微管蛋白等细胞骨架相关基因在3-HB调控的免疫过程中可能具有更加重要的作用。针对6个目的基因的qRT-PCR检测结果显示，微管蛋白相关基因在3-HB作用后3h和6h高表达；细胞骨架相关基因在3-HB作用后12h和24h高表达；酚氧化酶原基因（PPO）表达先下调后上调，且上述基因表达趋势与转录组测序结果或酶活测定结果一致。RNAi结果表明，注射0.05-0.2μg/g体重剂量的dsRNA可在48h后显著敲降对应基因的表达水平，且其作用效果可持续至72h或更久。敲降KIF11及KIF23后血细胞对V.parahaemolyticus及荧光微球的吞噬率显著下降；而敲降KIF20后血细胞对荧光微球的吞噬率显著下降，但对V.parahaemolyticus的吞噬率无显著变化，可能由于V.parahaemolyticus具有移动能力而较难被血细胞捕获。本研究不仅探讨了PHB提高螯虾血细胞免疫能力的分子机制，为免疫促进剂提高甲壳动物先天免疫能力机制的研究提供了新的见解，同时也丰富了无脊椎动物先天免疫学内容。
克氏原螯虾;血细胞;3-羟基丁酸;先天免疫;分子机理
天津科技大学
硕士
海洋科学
隋丽英
2021
中文
S945.4
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）