引言
潮间带呈现高度动态的环境，底栖生物必须应对快速变化的温度、紫外线辐射、干燥以及厌氧沉积物中毒性硫化物的积累（Leeuwis and Gamperl, 2022; Collins et al., 2023）。广布于东亚泥滩的螠虫Urechis unicinctus（光裸星虫）对这些胁迫表现出显著的耐受性，尤其是对富含硫化物的环境（Ma et al., 2012; Liu et al., 2022; Zhang et al., 2024）。因此，该物种已成为研究海洋底栖动物环境适应分子机制的宝贵模式生物（Wang et al., 2023a; Zhang et al., 2025a; Zhang et al., 2025b）。表观遗传调控，包括DNA甲基化和组蛋白修饰，在介导环境胁迫下的表型可塑性方面发挥着关键作用（Klose and Yi, 2007; Pedersen and Helin, 2010）。在组蛋白修饰中，赖氨酸甲基化由组蛋白赖氨酸甲基转移酶（KMTs）和去甲基化酶（KDMs）动态调控。KDM家族在高等脊椎动物中包括30多个成员，包括黄素依赖性LSD1（Kdm1）以及含有较大Jumonji C（JmjC）结构域的2-氧戊二酸/Fe(II)依赖性去甲基化酶（Kdm2-Kdm7）。这些JmjC结构域蛋白催化单甲基化、二甲基化或三甲基化赖氨酸残基上甲基基团的移除，从而精细调控转录输出（Klose and Yi, 2007）。
新兴证据表明，KDM在不同类群中参与非生物胁迫响应。在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中，H3K4去甲基化酶如Jmj14和Jmj15参与热感应基因调控（Cui et al., 2021），α-酮戊二酸的代谢调控在温度条件下影响JmjC活性（Chinnusamy and Zhu, 2009）。在海洋轮虫（Brachionus koreanus）中，多个KDM基因在F1代中因亲代低pH胁迫而高度上调，提示存在跨代表观遗传调控响应（Lee et al., 2020）。在中国白菜（Brassica rapa）中，JmjC结构域基因对渗透、盐度、冷胁迫和热胁迫产生响应（Yin et al., 2024）。值得注意的是，JmjC结构域去甲基化酶的催化机制本质上对氧化还原敏感：这些酶是Fe2+/α-酮戊二酸依赖性双加氧酶，活性氧（ROS）可将Fe2+氧化为Fe3+，从而减弱其去甲基化酶活性（Hancock et al., 2022; Hao et al., 2025）。与此生化关联一致，多个KDM已被证实与氧化应激调控功能相关。在小鼠胚胎成纤维细胞中，KDM2B促进抗氧化基因的表达，包括NAD(P)H:醌氧化还原酶1（Nqo1）和过氧化物还原酶-4（Prdx4）（Polytarchou et al., 2008）。在人胃癌细胞系MKN-45中，Jumonji结构域蛋白6（JMJD6）过表达可减少ROS产生并增加与抗氧化应激响应相关分子的表达（Zhang and Na, 2025），且JMJD6还已被证实可激活NRF2信号通路。在太平洋牡蛎（Magallana gigas）中，Kdm5a调控免疫致敏期间血细胞的增殖（Lian et al., 2025）。这些发现共同表明，JmjC结构域去甲基化酶与氧化应激响应相关。
氧化应激主要由ROS产生与抗氧化防御能力之间的失衡决定（Sies, 2017）。抗氧化防御系统由多种酶和分子组分构成，以维持氧化还原稳态（Birben et al., 2012）。编码超氧化物歧化酶（Sod）、过氧化氢酶（Cat）和谷胱甘肽过氧化物酶（Gpx）的关键抗氧化基因代表了酶促抗氧化防御系统的主要组成部分，其中SOD将超氧自由基转化为过氧化氢，随后通过CAT和GPX进行解毒（Ighodaro and Akinloye, 2018）。谷胱甘肽S-转移酶（Gst）基因通过清除亲电性化合物和脂质过氧化产物，对氧化损伤提供细胞保护（Hayes et al., 2005），而硫氧还蛋白（Trx）和过氧化物还原蛋白（Prx）基因编码重要的巯基依赖性抗氧化系统，参与维持细胞内氧化还原平衡（Lu and Holmgren, 2014; Rhee, 2016）。此外，编码HSP70（Hsp70）和HSP90（Hsp90）的热休克蛋白基因参与细胞应激保护，并在氧化条件下频繁被诱导（Morimoto, 2011）。因此，这些抗氧化相关基因的表达水平已被广泛用作评估多种生物氧化应激响应的分子指标（Cui et al., 2022; Haider et al., 2026）。
先前的U. unicinctus研究为理解应激反应奠定了基础。热休克蛋白超家族（86个成员）在硫化物胁迫下表现出强烈的转录诱导（Liu et al., 2022），而28个Toll样受体基因被证实表现出对硫化物的响应性表达（Wang et al., 2023a）。此外，全基因组DNA甲基化分析揭示了硫化物胁迫下解毒酶和氧化磷酸化组分的动态甲基化变化（Zhang et al., 2024），且DNA甲基化在反复硫化物暴露下对躯体应激记忆有贡献（Zhang et al., 2025a）。此外，肿瘤坏死因子受体相关因子家族基因已被证实被高温胁迫诱导（Lin et al., 2025）。
虽然U. unicinctus的DNA甲基化已得到相对充分的研究（Zhang et al., 2024; Zhang et al., 2025a; Zhang et al., 2025b），但组蛋白去甲基化可能提供额外的表观遗传调控维度——一个更加动态且可能对急性环境变化更为响应的维度（Yu et al., 2025; Osborne, 2026）。为此，KDM家族在环节动物中的研究最近开始受到关注。例如，一项比较基因组学研究揭示，环节动物编码多个KDM亚家族的直系同源基因，包括kdm1a/b、kdm2a/b、kdm3、kdm4、kdm5、kdm6、kdm7、kdm8、riox1/2、jmjd6和jmjd7（Martínez-Bengochea et al., 2025）。然而，任何环节动物物种中KDM家族的详细表征——包括系统发育关系、基因组特征和胁迫响应性表达——尚未开展。
因此，本研究旨在系统鉴定U. unicinctus中的KDM家族基因，表征其系统发育关系和基因组特征，并研究其在不同发育阶段、成体组织和多种环境胁迫下的表达模式。鉴于jmjd6-3的显著胁迫响应性，我们使用Jmjd6抑制剂处理U. unicinctus个体，以探究Jmjd6与抗氧化防御之间的潜在关联。通过这些综合方法，我们旨在为理解组蛋白去甲基化在海洋底栖动物环境应激反应中的作用奠定基础。
