凡纳滨对虾含LRR结构域的新型C型凝集素LRRCTL通过调控抗菌肽表达抵御副溶血弧菌感染的免疫机制研究

　　本研究针对凡纳滨对虾急性肝胰腺坏死病(AHPND)防控难题，首次鉴定出一种含亮氨酸重复序列(LRR)结构域的新型C型凝集素(LRRCTL)。通过基因沉默和重组蛋白注射实验证实，LRRCTL可通过调控抗菌肽等免疫相关基因表达，显著提升对副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的清除能力，为甲壳类复合型CTLs的免疫调控机制研究提供新靶点。

　　

在全球水产养殖业中，凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)是最重要的经济物种之一，2022年产量高达560万吨。然而随着养殖规模扩大，由副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)引发的急性肝胰腺坏死病(AHPND)造成40%-100%的死亡率，每年带来数十亿美元损失。由于甲壳类缺乏获得性免疫，其先天免疫系统的防御机制研究成为解决病害问题的关键突破口。

C型凝集素(CTL)作为重要的模式识别受体(PRR)，在甲壳类先天免疫中发挥核心作用。既往研究发现，多数虾类CTL仅含1-2个CTL结构域(CTLD)，而含CTLD与其他功能域复合的CTL研究甚少。日本对虾中曾报道过含4个LRR的CTL，但其功能机制尚未阐明。这引发科学思考：是否存在更多LRR与CTLD组合的新型CTL？这类复合结构如何参与免疫调控？

为解答这些问题，中国的研究团队通过生物信息学分析，在凡纳滨对虾中发现一种含3个LRR结构域的新型CTL，命名为LRRCTL。研究采用qPCR检测组织分布和诱导表达模式，通过RNA干扰和重组蛋白(rLRRCTL/r△LRR-LRRCTL)功能验证，结合免疫相关基因表达谱分析，系统探究了该分子的免疫调控功能。相关成果发表在《Fish》期刊。

关键技术包括：从福建海鲜市场获取健康凡纳滨对虾建立实验模型；采用Trizol法提取不同刺激(副溶血弧菌/金黄色葡萄球菌/黑曲霉/LPS)下的组织RNA；通过基因沉默和重组蛋白注射进行功能验证；运用三维结构预测分析LRRCTL的保守特征。

研究结果

Characterization of P. vannamei LRRCTL
生物信息学分析显示，LRRCTL具有典型信号肽、3个LRR和1个CTLD结构域。三维结构预测揭示该蛋白在5种对虾物种中具有高度保守性，提示其功能重要性。

表达模式分析
肝胰腺中LRRCTL表达量最高。经副溶血弧菌等病原刺激后，mRNA水平显著上调，最大诱导倍数达8.3倍(p<0.01)，表明其参与广谱免疫应答。

功能验证实验
基因沉默导致副溶血弧菌负荷增加2.7倍，而注射rLRRCTL使感染存活率提升46%。截断实验证实LRR结构域对免疫功能不可或缺。

免疫调控机制
LRRCTL沉默显著下调Toll/IMD通路关键基因(MyD88、Relish等)及抗菌肽(Crustin、PEN4等)表达，表明其通过多通路调控抗菌效应分子产生。

讨论与意义
该研究首次阐明含LRR的CTL在甲壳类中的免疫调控功能：1）证实LRRCTL通过LRR-CTLD协同作用识别多类病原；2）揭示其通过激活Toll/IMD双通路促进抗菌肽产生的分子机制；3）为开发基于CTL分子设计的AHPND防控策略提供理论依据。

特别值得注意的是，相比既往报道的单一CTLD分子，LRRCTL展现出更广谱的病原识别能力和更强的免疫调节活性，这种"双功能域"设计为甲壳类免疫受体进化研究提供了新视角。研究团队建议后续可探究LRR结构域与不同CTLD组合的协同效应，以及其在甲壳类疫苗佐剂开发中的应用潜力。