凡纳滨对虾非折叠蛋白反应调控TLR/IMD-NF-κB通路的机制及对其介导的免疫功能的影响

Shrimp is the main aquaculture species in China. As breeding environment deterioration, shrimp disease getting more and more serious, and it restricted the development of this industry. Occurrence of Litopenaeus vannamei disease was the results of environmental stress as well as immune system function declining. In L.vannamei, environmental stress response was mostly eviated and coordinated by the unfolded protein response (UPR). And for the immune response, Toll-like recepter (TLR) pathway, immune deficiency (IMD) pathway, and the NF-κB pathway mediated by them (TLR/IMD-NF-κB pathway) are particularly important for L.vannamei innate immune system. In some species, regulation of the TLR/IMD-NF-κB pathway by UPR has been studied. While for shrimp, it still not been reported. This project intends to find out the targets that contol by UPR in TLR/IMD-NF-κB pathway of L.vannamei, study the regulation manner of the target molecules with UPR, and the consequence of disease resistance for such regualtion, to revealing the molecular mechanism of TLR/IMD-NF-κB pathway regulated by UPR, and clarify the impact of this regulation on immune system function of L.vannamei.

我国是凡纳滨对虾养殖大国，然养殖环境恶化、病害严重，制约了此产业健康发展。而其病害发生多是环境胁迫和免疫系统功能下降共同作用的结果。凡纳滨对虾环境胁迫反应主要由其非折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）进行缓解和协调；而在免疫反应方面，TLR通路、IMD通路及它们所介导的NF-κB通路（TLR/IMD-NF-κB通路）对凡纳滨对虾的先天性免疫系统尤为重要。其它物种中，UPR对TLR/IMD-NF-κB通路的调控已经得到一定的研究，而对虾中这方面研究未见报导。本项目拟通过凡纳滨对虾UPR调控TLR/IMD-NF-κB通路的靶分子的筛选、UPR调控TLR/IMD-NF-κB通路靶分子的方式和规律研究及UPR的调控对后者介导的抗病能力的影响的研究，揭示凡纳滨对虾UPR调控TLR/IMD-NF-κB通路的分子机制，阐明这种调控对凡纳滨对虾免疫系统功能的影响。

本项目就凡纳滨对虾的环境胁迫响应非折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）对其先天性免疫核心通路TLR/IMD-NF-κB 通路的调控机制及由此引起的对凡纳滨对虾抗病能力的影响进行研究，以期加深对环境胁迫与对虾病害之间关系的认识。项目总体完成情况良好，申请书中拟研究内容均基本完成，主要成果如下：.1).利用转录组学分析，系统发掘UPR系统与TLR/IMD-NF-κB通路的关系.通过转录组数据分析，揭示凡纳滨对虾UPR对TLR/IMD-NF-κB通路调控的复杂性，丰富了对抗菌肽基因功能的认识。发现UPR系统对c-Jun通路、RNAi通路、Wnt通路等凡纳滨对虾免疫信号通路的调控，展示出凡纳滨对虾UPR对免疫系统调控的广泛性。.2).揭示凡纳滨对虾UPR通过TLR/IMD-NF-κB通路因子solute carrier family 15, member 4 (LvSLC15A4) 参与凡纳滨对虾的抗细菌免疫反应过程.发现凡纳滨对虾UPR系统调控免疫相关因子LvSLC15A4上调凡纳滨对虾NF-κB因子靶基因，包括若干抗菌肽基因（AMPs）的转录水平；而敲降凡纳滨对虾中LvSLC15A4的表达则影响到其抗菌功能。.3).揭示凡纳滨对虾中避免UPR活化后先天性免疫功能被过度削弱的机制.发现UPR可激活凡纳滨对虾抗菌肽基因LvCruU。在UPR被激活情况下，敲降LvCruU都会显著降低副溶血弧菌感染的凡纳滨对虾的累积死亡率。推测UPR对虾抗菌肽基因的调控可能是其胁迫条件下可能发生的病原菌感染的一种预防措施，揭示了对虾中环境胁迫响应与先天性免疫间的一种新的联系。.4）凡纳滨对虾中的UPR及NF-κB通路转录因子对对虾白斑综合症病毒 (WSSV) 基因wsv023的共同调控作用及后者的功能研究.发现UPR系统的转录因子ATF4及NF-κB通路的转录因子Dorsal均参与了WSSV的基因wsv023转录调控。而wsv023确实能与GCP2相互作用进而抑制细胞微管的形成，并且wsv023这种对宿主细胞微管的抑制作用有利于WSSV的感染。. 发表SCI收录论文13篇，其中研究论文12篇，受邀综述1篇。