高温胁迫下长牡蛎对灿烂弧菌的免疫应答特征及其调节机制

The summer mortalities of oysters have severely hampered the healthy development of oyster aquaculture all over the world. It is urgent to investigate the immune response and its modulation mechanism of oyster challenged with pathogens under high temperature stress. By bioinformatics, molecular immunology and cell biology approaches, this project intends to focus on oyster Crassostrea gigas, and aim to describe its immune response against Vibrio splendidus challenge under high temperature stress, to clarify the modulation of catecholamines on oyster immune response under high temperature stress, to reveal the energy expenditure and its modulation of immune defence under high temperature stress, and to fully expound the relationship between immune response, high temperature stress, pathogens challenge and energy metabolism. The achievements of this project will reveal the reason for summer mortalities of oysters from the immunological point of view, provide new sights on the molecular mechanism of invertebrate immune defence, and hopefully contribute to the healthy development of shellfish aquaculture in China.

夏季病害频发严重制约了牡蛎养殖业的健康发展，开展高温胁迫下牡蛎对病原刺激的免疫应答特征及其调节机制研究迫在眉睫。本项目拟以长牡蛎为研究对象，利用生物信息学、分子免疫学及细胞生物学等手段，从mRNA、蛋白和细胞水平，解析高温胁迫下长牡蛎对灿烂弧菌刺激的免疫应答特征，明确儿茶酚胺类应激激素在高温胁迫下对长牡蛎免疫防御的调节作用，查明高温胁迫下长牡蛎免疫能耗及其调节机制，阐释长牡蛎免疫应答水平与高温胁迫、病原刺激及能量代谢的关系。研究成果将从免疫学角度阐明高温季节长牡蛎病害频发的原因，为深入揭示无脊椎动物免疫防御的分子机制、推动我国海水贝类养殖业的健康发展提供新的思路和理论支持。

夏季病害频发严重制约了牡蛎养殖业的健康发展，开展高温胁迫下牡蛎对病原刺激的免疫应答特征及其调节机制研究迫在眉睫。本项目以长牡蛎为研究对象，利用生物信息学、分子免疫学及细胞生物学等手段，研究了高温胁迫下长牡蛎对灿烂弧菌的免疫应答特征及其调节机制。通过转录组测序分析发现，在高温胁迫下，参与了模式识别、免疫信号转导、免疫效应以及血淋巴细胞的吞噬、凋亡相关的基因对灿烂弧菌刺激的免疫响应均受到干扰，部分基因在常温下和高温下对灿烂弧菌刺激的响应模式相反。采用流式细胞术检测血淋巴细胞吞噬活性，结果表明，高温处理对细胞吞噬活性具有先增强后抑制的影响。经过高温和细菌处理后，长牡蛎肝胰腺的脂质、糖原、总能量储备和能量分配指数均有显著下降，而能量消耗呈上升趋势，糖原可作为一种快速的能量补充来满足牡蛎免疫反应的需求。儿茶酚胺能调节系统在应激反应中起着不可或缺的作用，在高温胁迫和细菌刺激下，儿茶酚胺对免疫识别、免疫信号转导、免疫效应分子、凋亡相关基因以及能量代谢相关基因的表达有调节作用，这种调节是由α型和β肾上腺素受体两种受体参与的信号通路所介导的。因此，高温胁迫显著干扰了参与免疫应答、神经内分泌及能量代谢相关基因的正常表达，加速了体内能量消耗，破坏了机体内稳态，因此高温导致了牡蛎抗感染能力下降和夏季大规模死亡事件。研究成果阐释了长牡蛎免疫应答水平与环境胁迫、病原感染及能量代谢的关系，并从免疫学角度阐明高温季节长牡蛎病害频发的原因，为深入揭示无脊椎动物免疫防御的分子机制、推动我国海水贝类养殖业的健康发展提供新的思路和理论支持。