太平洋鲍（Haliotis discus hannai）中血吸虫素样肽的分子特征及其与生长相关的作用

《Aquaculture Reports》：Molecular characterization and growth-associated role of schistosomin-like peptide in Pacific abalone ( Haliotis discus hannai)

　　

中枢神经系统分泌的神经肽调节软体动物的多种生理过程。尽管血吸虫素样肽（schistosomin-like peptide, SLP）已在热带鲍中报道，但其生物学作用仍不清楚。在本研究中，研究人员从太平洋鲍（Haliotis discus hannai）中分离并鉴定了Hdh-SLP基因，并在多种生理条件下检测了其表达，包括发育、生长、衰老、繁殖、性间转换、组织再生、饥饿与再投喂以及热应激。全长Hdh-SLP cDNA为405 bp，编码一个74个氨基酸的富含半胱氨酸的分泌肽，具有预测的神经毒素样和离子通道阻断特性。Hdh-SLP主要在足侧神经节（pleuropedal ganglion）中表达。其表达在幼虫到幼体转变期间增加，在快速生长的幼体中高于生长迟缓个体，并随年龄增长而下降。表达在雄性化过程中也增加，并在性腺发育期间表现出阶段和性别依赖性变化。Hdh-SLP的功能沉默显著下调了主要生长相关因子，包括Hdh-MIRP1、Hdh-HGAP和Hdh-MLGF，表明该神经肽主要作为体细胞生长的正调控因子。此外，Hdh-SLP在组织再生期间上调，但在长期饥饿和极端热应激下下调。总之，这些发现首次提供了太平洋鲍中Hdh-SLP的全面表征，并确定该神经肽是生长和生理适应的潜在调节因子，可能对鲍鱼养殖中的生长改良策略具有参考意义。

论文解读文章

软体动物中枢神经系统（CNS）分泌的神经肽作为信号分子，调节多种生理过程，如发育、生长、繁殖、应激反应和组织修复。血吸虫素样肽（schistosomin-like peptide, SLP）在热带鲍（Haliotis asinina）中已有报道，但其生物学功能尚不明确。太平洋鲍（Haliotis discus hannai）是韩国水产养殖的重要贝类，约占贝类总产量的30%，但全球变暖导致的海水升温、饥饿等胁迫问题严重影响其生长和存活。因此，阐明SLP在太平洋鲍中的分子特征和调控机制，对于理解神经肽如何协调生长、繁殖和适应环境变化具有重要意义，并可能为养殖生长改良提供分子靶点。

研究人员从韩国全罗南道完岛郡笼养太平洋鲍中采集足侧神经节（pleuropedal ganglion, PPG）和肌肉等组织，通过RACE技术克隆了Hdh-SLP全长cDNA，并利用qRT-PCR分析了其在多种组织、发育阶段、生长类型、年龄、性腺发育阶段、性间个体、组织再生、饥饿与再投喂以及热应激条件下的表达模式。此外，通过siRNA体内注射沉默Hdh-SLP，检测下游生长相关基因（Hdh-MIRP1、Hdh-HGAP、Hdh-MLGF、Hdh-MSTN）和繁殖相关基因（GnRH、VTG、APGWamide）的表达变化。

研究结果如下：
3.1 Hdh-SLP序列的属性和内部特征：Hdh-SLP cDNA全长405 bp，开放阅读框（ORF）225 bp，编码74个氨基酸，富含半胱氨酸，具有信号肽，预测为分泌肽。其分子量8.25 kDa，等电点5.03。序列分析显示存在酪蛋白激酶II磷酸化位点和N-糖基化位点，与其它软体动物血吸虫素序列比对发现8个保守半胱氨酸残基。三维结构包含螺旋、β折叠和卷曲，并预测有Zn²⁺结合位点。系统发育分析表明Hdh-SLP与热带鲍SLP（H. asinina）聚为一支，同属腹足类。毒性预测显示Hdh-SLP为神经毒素，具有离子通道阻断活性（97.72%准确性）。
3.2 组织特异性表达：qRT-PCR显示Hdh-SLP在PPG中表达最高（p<0.05），其次为肌肉、精巢、血细胞和脑神经节，鳃和卵巢表达最低。
3.3 早期发育阶段表达：从受精后开始，表达在囊胚期最低，随后在担轮幼虫期显著上升，至幼体期达到峰值，表明其参与幼虫到幼体的转变。
3.4 不同生长模式表达：快速生长（RG）个体表达最高，平均生长（AG）次之，生长迟缓（SG）和最小生长（MG）个体表达最低，提示Hdh-SLP与生长速率正相关。
3.5 年龄依赖性表达：6个月和1岁幼体表达高，2岁和3岁个体表达显著下降，与相对生长速率随年龄降低一致。
3.6 性转换影响：正常雄性精巢表达高，正常雌性卵巢表达低；性间个体精巢表达显著低于正常雄性，卵巢表达与正常雌性无显著差异，表明Hdh-SLP参与雄性化过程。
3.7 雌雄性腺发育：雄性PPG和精巢在成熟期（RS）表达最高，雌性PPG在退化期（DS）最高，卵巢在活跃期（AS）最高，呈性别和阶段依赖性。
3.8 肌肉重塑：损伤后第1天表达下降，第12天达到峰值，随后下降，至42天恢复到对照水平，提示Hdh-SLP参与组织重塑后期。
3.9 饥饿影响：饥饿1周后表达显著上升，第3周达峰值，第4周略降，再投喂后降至对照水平，表明Hdh-SLP响应营养状态。
3.10 热应激：30°C处理1小时表达急剧上升，随后迅速下降至极低水平；15°C和25°C无显著变化，提示Hdh-SLP在极端高温下被抑制。
3.11 Hdh-SLP沉默对生长和繁殖相关基因的影响：siRNA注射后72小时，PPG和肌肉中Hdh-SLP mRNA显著降低。在肌肉中，生长相关基因Hdh-MIRP1、Hdh-HGAP和Hdh-MLGF显著下调，Hdh-MSTN上调但不显著；在PPG中，Hdh-HGAP显著下调，Hdh-MIRP1弱响应，Hdh-MLGF无变化。繁殖相关基因中，仅GnRH在PPG中显著下调，VTG和APGW酰胺无显著变化。

讨论部分总结：Hdh-SLP主要作为PPG分泌的神经内分泌调节因子，整合生长、繁殖、再生和应激适应。其表达在发育和生长中与体细胞生长正相关，沉默实验直接证明其上游调控作用。营养缺乏和热应激通过下调Hdh-SLP可能抑制生长轴，而组织再生中上调可能激活修复相关通路。在繁殖中，Hdh-SLP呈性别和阶段依赖性，可能通过离子通道（如Ca²⁺、K⁺通道）调节生殖活动，但需进一步验证。目前尚未鉴定受体，肽分泌和直接作用也需实验证实。

研究结论翻译：总之，本研究确定Hdh-SLP是一种富含半胱氨酸的分泌型神经肽，与太平洋鲍的生长相关调控密切相关。其独特的时空表达模式，以及对发育阶段、生长性能、饥饿、肌肉重塑和生殖条件的响应，表明Hdh-SLP参与多种生理过程。最重要的是，Hdh-SLP沉默导致主要生长相关因子（包括Hdh-MIRP1、Hdh-HGAP和Hdh-MLGF）显著下调，支持该神经肽在体细胞生长正调控中的主要作用。尽管目前的数据也提示Hdh-SLP可能通过调节离子通道依赖性信号参与雌性生殖活动的负神经内分泌调控，但需要直接功能实验来确认这一机制。总体而言，这些发现提高了目前对鲍鱼神经内分泌生长调控的理解，并确定Hdh-SLP是未来旨在提高该商业重要物种生长性能和养殖生产力的研究的有前景的分子靶点。