综述：日本海参盐度响应的整合分子机制：聚焦miRNA驱动的核心通路及靶基因调控

《Marine Biotechnology》：Integrated molecular mechanisms of salinity response in Apostichopus japonicus: focus on miRNA-driven core pathways and target gene regulation

　　

摘要

盐度波动对海参Apostichopus japonicus的生理机能构成严重挑战。本综述阐述了其分子层面的盐度响应机制，重点探讨了miRNA介导的调控作用及相关核心通路。我们发现存在一个层级分明的调控网络，由8种关键miRNA共同调控应答反应。let-7作用于溶质转运蛋白家族34成员2（SLC34A2）和半胱氨酸γ-裂解酶（CTH），分别调控离子运输与氨基酸代谢。miR-10则靶向参与能量平衡的烟酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT）以及调节MAPK/ERK信号通路的TGF-β激活激酶1（MAP3K7）结合蛋白1（表1）。miR-278-3p作用于5-羟色胺受体2B（Htr2b）和氯通道辅助蛋白1（CLCA1），从而调控GPCR信号传导与氯离子运输。miR-2008、miR-3、miR-16、miR-22和miR-14则通过靶向含pleckstrin同源结构域的A3蛋白（PLEKHA3）、上游结合转录因子（UBTF）、ATP结合盒C亚家族成员2（ABCC2）、多肽N-乙酰半乳糖胺转移酶2（GALNT2）、谷氨酸草酰乙酸转氨酶2（Got2）、乌头酸酶2（Aco2）以及RNA聚合酶II相关蛋白2（Rpap2），调控囊泡运输、转录、细胞凋亡及自噬过程。盐度感知会引发由GPCR介导的cAMP/PKA以及MAPK/ERK信号级联反应，进而激活转录因子UBTF，推动应激基因的表达。离子转运蛋白（SLC家族）、ABC转运蛋白以及囊泡运输系统则负责维持细胞内的稳态。Cullin相关蛋白1（CAND1）/Listerin E3泛素蛋白连接酶1（Ltn1）参与氨基酸/蛋白质代谢，同时使泛素化的蛋白质参与到囊泡运输中，实现蛋白质的分选与分泌。这些被分泌出的分子（如Glyare/牛磺酸）可作为配体与膜受体结合，进而触发GPCR信号通路，同时影响能量代谢与氧化还原平衡。Aco2/Got2/NAMPT则为细胞的适应、细胞凋亡/自噬过程提供ATP，帮助修复损伤、维持稳态并减轻氧化损伤，这一过程还得到先天免疫基因的支持。这些研究结果为理解海参的盐度适应机制奠定了基础，未来还需进一步探索其他相关基因，以完善该机制的细节描述。