扇贝儿茶酚胺系统及在神经内分泌免疫调节体系中的介导作用

神经内分泌免疫调节网络是神经、内分泌和免疫三大系统组成的整体性维护机体内稳态的复杂协调体系,儿茶酚胺系统是该网络的重要组成部分。本课题拟采用免疫学、生物化学和分子生物学等技术手段，从扇贝中克隆儿茶酚胺系统关键基因，在体外进行重组表达，验证其相应的生物学功能，检测病原感染、环境应激下扇贝儿茶酚胺激素代谢和分泌的变化及相应代谢基因的表达，了解扇贝儿茶酚胺系统分子组成及基本特征；分析儿茶酚胺激素诱导下扇贝免疫学指标的变化和免疫基因时序表达，比较细胞因子诱导下扇贝血淋巴内激素浓度和相应代谢基因表达差异，初步明确扇贝儿茶酚胺和免疫系统的双向响应机制；应用RNAi技术阻断儿茶酚胺代谢关键成分，使扇贝丧失产生某种或某几种相应激素的能力，检测扇贝在环境应激或病原感染中免疫学指标及免疫关键基因表达的变化，探讨儿茶酚胺系统在扇贝神经内分泌免疫中的调节作用，丰富和发展海洋无脊椎动物神经内分泌学和生态免疫学内容。

神经内分泌免疫调节系统在脊椎动物的免疫调节和内稳态维持中发挥着重要作用，儿茶酚胺介导的神经内分泌免疫调节系统是其重要组成部分。本项目从栉孔扇贝中获得了5个儿茶酚胺代谢相关酶基因和1 个受体基因，分别是苯丙氨酸羟化酶（CfPAH）、多巴脱羧酶（CfDDC）、多巴胺羟化酶（CfDBH）、单胺酶（CfMAO）、肾上腺素能受体（CfAR）和酪氨酸酶（Tyrosinase），查明了不同组织分布及鳗弧菌和细胞因子诱导下的表达特征，发现它们具备与高等动物同源酶相似的催化功能。. 发现鳗弧菌刺激后血淋巴细胞中CfPAH、CfDDC、CfDBH和CfMAO mRNA表达水平显著上升，同时儿茶酚胺激素浓度显著上升，表明鳗弧菌刺激激活了扇贝血淋巴细胞源儿茶酚胺系统，显著诱导了儿茶酚胺生成。病原菌刺激能诱导栉孔扇贝担轮、D形和面盘幼虫中儿茶酚胺能神经系统。发现急性高温胁迫迅速激活了儿茶酚胺合成基因和受体表达，儿茶酚胺可通过不同机制调节免疫基因表达并诱导血清抗菌活性，表明儿茶酚胺参与了急性高温胁迫下的免疫调节。利用人TNF-α处理扇贝后，血淋巴细胞中儿茶酚胺合成代谢和免疫相关基因表达水平都显著上升。表明扇贝免疫系统在应答过程释放出类细胞因子，而这些因子进一步激活扇贝儿茶酚胺能系统。发现高浓度去甲肾上腺素处理能显著降低血淋巴中免疫相关酶活性，低浓度去甲肾上腺素和肾上腺素处理能显著诱导血淋巴中CfSOD活性上升。发现CfDDC或CfMAO被干扰后，扇贝血淋巴细胞中CfSOD、CfCAT和CfLYZ 基因表达水平显著下降，表明儿茶酚胺代谢基因被干扰后，影响了儿茶酚胺的合成和分解，从而抑制了扇贝的免疫应答反应。α和β型肾上腺素能受体拮抗剂处理显著影响了CfSOD和CfLYZ活性，同时血淋巴细胞吞噬活性及胞质的抑菌活性显著降低，表明肾上腺素能受体的阻断影响了机体免疫应答反应的正常激活，这种抑制作用由肾上腺素能受体介导，初步查明了儿茶酚胺系统在扇贝神经内分泌免疫调节中的介导作用。. 本项目确认了栉孔扇贝拥有结构和功能完善的儿茶酚胺能神经内分泌免疫调节系统。作为目前发现的最为原始并较为完善的类似系统，栉孔扇贝儿茶酚胺能神经内分泌免疫调节系统的研究为深入认识海洋无脊椎动物神经内分泌免疫调节机制奠定了基础，研究成果已发表SCI收录论文10篇，培养研究生1名。