基因沉默技术揭示Trichoplax adhaerens中神经肽信号通路的原始调控机制

本文开发了基于二氧化硅纳米颗粒的RNA干扰(RNAi)技术，首次在原始多细胞动物Trichoplax adhaerens中实现高效基因沉默，揭示了神经肽-受体信号通路在无神经系统生物中调控摄食行为的分子机制，为研究早期后生动物进化提供了新工具。

　　

Highlights

研究团队创新性地采用二氧化硅纳米颗粒介导的RNA干扰(RNAi)技术，在现存最原始的多细胞动物之一——粘附毛盘虫(Trichoplax adhaerens)中建立了稳定的基因沉默体系。该技术成功验证了纤毛相关基因的保守功能，并首次发现神经肽能在完全缺乏神经系统的生物中精确调控摄食行为。通过分子模拟与基因敲除实验，研究者鉴定出介导该行为的关键神经肽受体。

Summary

作为扁盘动物门(Placozoa)的代表物种，粘附毛盘虫以其仅由6种细胞类型构成的极简躯体，为研究多细胞生物起源提供了独特窗口。尽管没有真正的组织和器官，这种海洋生物却能表现出复杂的协调行为，特别是其独特的"跨上皮细胞吞噬"摄食方式。先前研究表明，肽能信号可能参与行为调控，但受限于基因操作工具的缺乏，相关机制始终成谜。

研究团队突破技术瓶颈，开发出病毒样表面拓扑结构的二氧化硅纳米颗粒载体，其转染效率显著优于传统方法。这种新型递送系统能有效穿透粘附毛盘虫的体壁屏障，实现特异性基因沉默。通过该技术，研究者首先验证了IFT88和DYNC2H1两个纤毛基因在纤毛发生中的保守功能，证实了技术可靠性。

随后聚焦于神经肽信号系统，发现敲降神经肽Y(NPY)同源物会导致摄食频率显著降低。分子动力学模拟结合受体药理学实验，鉴定出GPCR家族的NPY2R样受体是关键效应分子。令人惊讶的是，这种神经调控机制竟存在于完全没有神经元的生物中，暗示肽能信号系统的进化可能早于神经系统的出现。

该研究不仅建立了首个高效的扁盘动物基因操作平台，更揭示了原始多细胞生物中细胞间通讯的分子基础。发现的无神经系统肽能调控范式，为理解神经信号系统的起源提供了重要线索。技术层面开发的仿生纳米颗粒载体，也为其他海洋模式生物的基因操作提供了新思路。