海绵Halichondria panicea对本土与外来弧菌的差异吞噬处理机制：细胞学与蛋白质组学联合研究

本研究通过荧光激活细胞分选(FACS)和蛋白质组学技术，揭示了海绵Halichondria panicea对本土分离(Hal 281)与外来弧菌(NJ 1)的差异处理机制。研究发现两种弧菌虽引发相似的吞噬活性，但在细胞类型分布(choanocyte-like/archaeocyte-like cells)和蛋白质响应(ADAM10/RAPTOR/NPC2等)上存在显著差异，为早期后生动物免疫特异性进化提供了新见解。

　　

海绵Halichondria panicea的微生物识别机制

ABSTRACT
吞噬作用(phagocytosis)作为从阿米巴到人类都保守的细胞过程，在后生动物防御和营养摄取中发挥关键作用。研究团队结合新开发的体内吞噬实验与蛋白质组学技术，比较了海绵对本土分离弧菌Hal 281(海绵来源)和外来弧菌NJ 1(海葵来源)的处理差异。通过荧光激活细胞分选(FACS)和显微镜观察发现，虽然两种弧菌引发的吞噬活性细胞比例相似，但在细胞类型分布上存在显著差异：NJ 1更倾向于在choanocyte-like cells中积累，而Hal 281则更快转移到archaeocyte-like cells。

INTRODUCTION
现代型吞噬作用(modern-type phagocytosis)被认为最早出现在真核生物谱系中，兼具营养获取和防御功能。在滤食性海洋无脊椎动物如海绵中，同一吞噬细胞可能同时承担营养摄取和免疫防御功能。作为最早分化的后生动物之一，海绵Porifera门是研究动物-微生物互作的理想模型。它们每天过滤大量海水(约1L/g干重/h)，同时体内保持着比周围海水高2-3个数量级的特异微生物群落。这种特殊生态位要求海绵必须精确区分食物细菌、共生菌和潜在病原体。

MATERIALS AND METHODS
实验采用波罗的海采集的H. panicea，通过差速离心获得海绵细胞悬液。两种弧菌(Hal 281与NJ 1)经TAMRA荧光标记后，分别与海绵共培养30/60分钟。使用MoFlo Astrios EQ细胞分选仪进行FACS分析，每个样本记录50万事件。蛋白质组学分析采用SP3方法，通过QExactive Plus质谱仪检测，数据比对至海绵基因组PRJEB69565。共设置5个生物学重复，统计采用双因素ANOVA和PERMANOVA分析。

RESULTS
细胞吞噬分析显示：

1. 吞噬活性细胞比例在30分钟时相似( Hal 281:28.9%±2.6%; NJ 1:28.2%±3.9%)，60分钟时均有所增加
2. 小体型细胞(3-6μm)占吞噬主体，其中带鞭毛细胞(推测为choanocyte-like)占比最高
3. NJ 1在每个吞噬细胞内的积累数量显著多于Hal 281

蛋白质组学发现：

1. 30分钟时共同上调ADAM10、RAPTOR等免疫相关蛋白
2. 60分钟时Hal 281处理组免疫应答减弱，溶酶体相关蛋白(NPC2等)增加
3. NJ 1处理组持续保持较高水平的组蛋白H2A表达

DISCUSSION
研究发现揭示了海绵对微生物的层级识别机制：

1. 初级识别阶段(30分钟)：通过choanocyte-like cells非特异性捕获，激活ADAM10等免疫通路
2. 次级处理阶段(60分钟)：本土弧菌Hal 281引发快速转运至archaeocyte-like cells，伴随溶酶体通路激活
3. 外来弧菌NJ 1引发持续免疫应答，可能通过组蛋白介导的NETs样机制滞留

这种差异处理策略可能反映海绵对"熟悉"与"陌生"微生物的区分能力。本土弧菌因其常规环境暴露而被更快识别为低威胁，而外来弧菌则触发持续防御。该发现为理解早期后生动物免疫特异性进化提供了重要线索，提示海绵可能具备某种形式的"免疫记忆"雏形。未来研究可扩大菌株测试范围，并探索真核样蛋白(eukaryote-like proteins)在共生维持中的作用。