蜥蜴抗菌肽的首次全面解析：巴利阿里壁蜥及其近缘蜥蜴科物种β-防御素、卵防御素和抗菌肽的基因组特征与进化意义

本研究首次系统鉴定了蜥蜴科物种Podarcis lilfordi及其近缘种的抗菌肽（AMPs），包括63种β-防御素（BDs）、8种卵防御素（OVODs）和4种抗菌肽（CATHs）。通过基因组挖掘和比较分析，揭示了这些AMPs通过串联复制和快速进化形成的多样性，并发现跨物种的保守肽段可能暗示功能趋同。该研究填补了爬行动物先天免疫机制的空白，为抗感染药物开发提供了新线索。

　　

在自然界中，蜥蜴展现出令人惊异的抗感染能力，这使得它们成为研究先天免疫分子机制的理想模型。然而，作为爬行动物中最成功的类群之一，蜥蜴科（Lacertidae）的抗菌防御系统却长期缺乏系统性研究。抗菌肽（AMPs）作为先天免疫的关键效应分子，具有广谱抗菌活性和免疫调节功能，但其在蜥蜴中的多样性、基因组分布和进化机制仍属未知。巴利阿里壁蜥（Podarcis lilfordi）作为巴利阿里群岛的特有物种，因其孤立的岛屿种群和长期生态监测数据，成为研究宿主-微生物互作的天然实验室。

巴塞罗那大学（University of Barcelona）进化生物学系的研究团队在《BMC Genomics》发表了突破性研究，首次全面解析了P. lilfordi及其近缘蜥蜴科物种的三大类AMPs——β-防御素（BDs）、卵防御素（OVODs）和抗菌肽（CATHs）的基因组特征。研究人员采用多组学联合策略：通过全基因组TBLASTN筛查结合特征性半胱氨酸基序过滤；利用保守侧翼标记基因（如XPO1、CTSB）定位染色体簇；基于RNA-seq数据验证基因结构；并通过Phyre2进行蛋白结构预测。比较分析涵盖4种蜥蜴科物种和2种其他有鳞目代表物种，共鉴定出190个AMPs序列。

研究结果
AMP基因组簇的特征
在P. lilfordi中，AMPs集中分布于3号染色体（BDs和OVODs）和12号染色体（CATHs）。BDs呈现显著的串联复制特征，63个BDs中PlBD57-62甚至呈现完全相同的基序，提示近期基因扩增事件。

β-防御素的进化动态
跨物种比较发现，BDs的六半胱氨酸基序（C-X_(6-7)-C-X_(3-5)-C-X_(8-14)-C-X_(5-7)-CC）在蜥蜴科中高度保守。值得注意的是，PlBD38与科莫多龙（Varanus komodoensis）和绿安乐蜥（Anolis carolinensis）的对应肽段完全一致，暗示跨科的趋同进化。

卵防御素的结构创新
首次在蜥蜴科中鉴定出8个OVODs，其八半胱氨酸基序（C-X_(3-5)-C-X_(3-6)-C-X3-C-X_(8-9)-C-X1-C-X_(4-6)-CC）区别于哺乳动物。其中OVOD6-8为富含脯氨酸的PrAMPs，含长达31个连续脯氨酸重复，可能通过破坏微生物生物被膜发挥作用。

抗菌肽的功能分化
4个CATHs均含典型的猫舌素样结构域（CLD），但PlCATH1的活性肽带负电荷，与其它阳离子CATHs形成鲜明对比，可能参与伤口愈合等非抗菌功能。

这项研究揭示了蜥蜴AMPs通过染色体局部扩增和快速序列分化形成的惊人多样性，同时发现跨物种保守的基序可能反映功能约束。PrAMPs的结构特征为设计新型抗生物被膜药物提供了模板，而岛屿物种P. lilfordi的AMP图谱为其生态适应研究奠定基础。该成果填补了爬行动物免疫基因组的空白，为比较免疫学研究和抗菌药物开发开辟了新方向。