根据联合国粮食及农业组织(FAO)的统计数据显示,Litopenaeus vannamei(L. vannamei)是虾养殖中的主要物种,2019年占全球虾产量的近80%。然而,近年来其养殖规模的迅速扩张伴随着传染性疾病的出现,这对全球虾产业的可持续发展构成了重大挑战[1]、[2]。多种病原体,包括细菌和病毒,可以感染虾并导致死亡。其中,Vibrio parahaemolyticus(VPAHPND)和白斑综合征病毒(WSSV)造成了巨大的经济损失[3]、[4]、[5]。虾的急性肝胰腺坏死病(AHPND)是由携带pVA质粒的VPAHPND引起的,该质粒编码PirAvp和PirBvp毒素[6]、[7]。而WSSV是一种高度传染性的病毒,可导致白斑综合征(WSS),在7到10天内导致高达100%的死亡率[8]。深入了解病原体与虾之间的相互作用不仅对于开发抗病原体策略至关重要,也有助于支持虾养殖的可持续发展。
由于虾缺乏适应性免疫,先天免疫系统是它们抵御微生物的主要防线[9]、[10]。多种模式识别受体(PRRs),包括Tolls[11]、[12]、清道夫受体[13]、肽聚糖识别蛋白[14]和凝集素[15],能够感知并结合病原体相关的分子模式(PAMPs),从而触发免疫反应以消除病原体[16]。在这些受体中,C型凝集素(CTLs)在甲壳类动物中形成一个高度多样且丰富的家族,每个成员通常至少包含一个碳水化合物识别结构域(CRD)[17]。例如甘露糖结合凝集素(MBL)[18]、collectin-10(CL-10)和collectin-11(CL-11)[19]等CTLs,作为可溶性模式识别分子,通过结合胶原样三螺旋结构与识别结构域来检测和消除病原体[17]。
近年来,不同甲壳类动物物种中CTLs的序列、表达模式和免疫功能得到了广泛研究。例如,来自Scylla paramamosain的SpCTL6具有典型的C型凝集素结构特征,能够结合PAMPs,并以Ca2+依赖的方式表现出广泛的细菌凝集活性[20]。从Portunus trituberculatus中分离出的PtCTL-9能够识别非自身成分以靶向和消除微生物,并通过促进吞噬作用和血细胞包裹发挥调理素的作用[21]。同样,CTLs在虾的先天免疫中也发挥着重要作用。例如,郑等人报道MjCTL可以直接与WSSV包膜蛋白相互作用,并具有抗V. parahaemolyticus的功能[22]。此外,张等人发现CTL33能促进肠道细菌生物膜的形成并维持肠道微生物群的稳态[23]。罗等人还表明LvCTL5具有免疫调节活性[24]。因此,对虾中新CTLs的研究有助于我们更好地理解虾的先天免疫机制,并有助于开发有效的策略来保护虾免受病原体侵袭。
在本研究中,我们鉴定了一种新的主要存在于胃部的C型凝集素LvnCTL,成功克隆并分析了其全长cDNA序列,并评估了其在12种不同组织中的mRNA表达情况。此外,还研究了病原体感染后LvnCTL在胃部的时间表达模式。同时,还评估了LvnCTL对V. parahaemolyticus和Staphylococcus aureus(S. aureus)的凝集活性。我们的研究表明,LvnCTL在抵抗V. parahaemolyticus和WSSV方面具有重要作用,为了解CTLs在虾免疫中的作用提供了新的见解。