海胆内脏组织新型抗菌肽的纯化与特性研究：揭示甲壳类免疫细胞异质性的新视角

本研究针对甲壳类免疫防御机制中血细胞分类过于简化的问题，通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)等技术，系统解析了淡水螯虾(Pacifastacus leniusculus)血细胞分子标记与功能异质性。研究发现Runx转录因子特异性标记的颗粒细胞(GC)谱系和KPI2+半颗粒细胞(SGC)谱系，揭示了甲壳类血细胞至少存在两条分化路径，为水产养殖病害防控提供了新的分子靶点。

　　

在浩瀚的海洋生物免疫学研究领域，甲壳类动物因其独特的开放循环系统和长期暴露于微生物环境的特点，一直是科学家关注的焦点。然而，这个拥有超过7万种物种的庞大类群，其免疫防御核心——血细胞(hemocyte)的分类体系却长期停留在19世纪的形态学观察层面，仅依据胞质颗粒的有无划分为透明细胞(HC)、半颗粒细胞(SGC)和颗粒细胞(GC)三类。这种简单分类严重制约了人们对甲壳类特异性免疫机制的理解，也阻碍了水产养殖业中病害防控技术的突破。

乌普萨拉大学(Department of Organismal Biology, Uppsala University)的Irene S?derh?ll团队在《Fish & Shellfish Immunology》发表的重要研究中，采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)结合RNA荧光原位杂交(FISH)等前沿技术，首次在分子层面揭示了淡水螯虾(Pacifastacus leniusculus)血细胞的真实多样性。研究人员从造血组织(HPT)和循环血细胞中获取样本，通过10x Genomics平台构建单细胞文库，并运用Seurat软件进行聚类分析，同时采用多重RNA-FISH技术实现单细胞水平的多基因共定位。

5.1 血细胞单细胞RNA测序聚类
研究发现造血组织中存在高表达转谷氨酰胺酶1(TGase1)和血凝素(Hml)的增殖性细胞群，而循环血细胞则分为8个功能各异的亚群。特别值得注意的是，Runx转录因子特异性标记了一类富含酚氧化酶原(proPO)和过氧化素酶(peroxinectin)的颗粒细胞，这类细胞与果蝇的晶体细胞(crystal cell)功能相似，专门负责黑色素化反应。

5.2 WSSV感染下的血细胞类型变化
在白斑综合征病毒(WSSV)感染模型中，研究发现表达胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP)的未成熟血细胞比例显著下降，而病毒特异性感染主要针对特定血细胞亚群，这为理解WSSV的宿主特异性提供了新线索。

6. 血细胞多样性与造血谱系
通过RNA-FISH技术，团队首次观察到Kazal蛋白酶抑制剂KPI2与KPILA分别表达于不同的血细胞亚群，而血小板衍生生长因子受体类似物PVF3⁺细胞与proPO⁺细胞互不重叠，证实了至少两条独立的血细胞分化路径存在。

这项研究从根本上改变了甲壳类免疫学的认知框架：首先，形态学分类已无法满足现代免疫学研究需求，分子标记如Runx和Fli1等转录因子将成为新的分类标准；其次，血细胞的"可塑性"特征表明，类似于脊椎动物巨噬细胞的亚型分化能力可能普遍存在于无脊椎动物中；最后，研究为水产养殖业提供了重要启示——针对特定血细胞谱系的靶向调控可能成为对抗WSSV等致命病原的新策略。正如研究者指出的，未来需要建立基于表面标记的流式分选(FACS)技术，才能更精准地解析各血细胞亚群在免疫防御中的分工协作。这项开创性工作不仅为无脊椎动物免疫进化研究树立了新标杆，也为解决全球虾蟹养殖业面临的病害难题提供了分子层面的突破口。