山東大學JBC：一個C型凝集素可抑制蝦血淋巴菌群

　　山東大學二級崗特聘教授王金星和馬里蘭大學Gerardo R. Vasta教授，在2014年3月11日的《Journal of Biological Chemistry》雜志發表的一項最新研究中，報道了一個C-型凝集素(稱為MjHeCL)，它通過調節抗菌肽的表達，可抑制斑節蝦血淋巴中的微生物群落。

　　健康的脊椎動物或無脊椎動物，在其提供的微環境中與不同的細菌群落形成共生體。近年來，對于這種共生體建立機制的研究，已經取得了重大進展。在脊椎動物中，微生物主要居住在動物體外表面如皮膚，或直接接觸外界環境的腔體如腸道。

　　然而，在一些健康的無脊椎動物(如蝦)中，細菌不僅存在于消化道，而且還存在于循環的血淋巴(Hemolymph)內。目前，在其他水生無脊椎動物物種中也觀察到這一現象。在蝦類中，與腸道菌群相比，血淋巴中的細菌群落相對較低，通常包括一些能夠在壓力情況(例如可能在水產養殖環境中發生的情況)下變成機會致病菌的菌種。

　　然而，對于血淋巴菌群內穩態的調節機制，在很大程度上仍然未知，研究人員也一直找不到在這種富營養環境中抑制細菌增殖的因子。雖然在蝦血淋巴中已被確定的抗菌肽(antimicrobial peptides，AMPs)可能作為抑制因子的候選者，但是，細菌如何被檢測，AMPs表達如何被調控，以及它們如何抑制蝦血淋巴中微生物的增殖，仍然還是未知的。

　　無脊椎動物缺少脊椎動物特有的抗體-和T/B細胞適應性免疫，只能依賴物理障礙和先天免疫作為傳染病防護劑。在不同的識別和效應物先天免疫因子當中，凝集素和抗菌肽對檢測、控制或消除任何潛在的病原體，發揮關鍵的作用，不僅在無脊椎動物，而且在大多數脊椎動物中也是如此。通過結合微生物表面的糖鏈(包括脂多糖和肽聚糖)，無脊椎動物的C-型凝集素(CTLs)，不僅經由糖識別域(carbohydrate recognition domain，CRD)有效參與病原體識別的最初階段，而且還參與不同的抗菌效應物功能，例如固定、吞噬作用和清除、封裝、瘤節形成、酚氧化酶原系統/黑化作用的激活等等。

　　因此，對于病原體識別和激活引起抗菌效應物功能的路徑而言，無脊椎動物的CTLs可能比脊椎動物的CTLs承擔更多的負擔。此外，根據研究人員觀察到，比起哺乳動物，昆蟲和甲殼類動物有一個更大的CTL蛋白子集。通過轉錄組分析發現，蝦的體液CTL由至少49個成員組成，相比其他無脊椎動物和脊椎動物而言，它高度擴張和多樣化。

　　在這項研究中，研究人員確定和描述了一個在血細胞中高度表達的CTL，它存在于斑節蝦(Marsupenaeus japonicus)的血漿中，具有很高的商業價值，研究人員稱其為MjHeCL(M. japonicushemocyte C-type lectin)。盡管MjHeCL的表達不受微生物挑戰的影響，但是研究人員發現，通過RNA干擾(RNAi)沉默其表達，能引起蝦血淋巴中細菌增殖失控，最終導致蝦死亡。可以通過注射重組體MjHeCL使這種現象得以緩解，這種重組體MjHeCL可使敲除蝦恢復到健康狀態。

　　研究人員進行的一項機械學分析表明，MjHeCL通過調節抗菌肽的表達，能夠抑制細菌的增殖。MjHeCL在蝦免疫內穩態起關鍵的功能，可能是因為與其它凝集素相比，它能夠識別更寬多的血淋巴微生物組分。這項研究闡述了MjHeCL在保持蝦健康狀態中的作用，為C-型凝集素——無脊椎動物中多樣化和豐富的凝集素家族——的生物學意義提供了新的見解。