《Scientific Reports》：Neuropeptide F alters expression of feeding, energy metabolism, and reproduction genes in female freshwater prawn, Macrobrachium rosenbergii
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神经肽F（Neuropeptide F，NPF）在甲壳动物多种生理过程调控中发挥关键作用；然而，其在雌性罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）摄食、能量稳态与生殖调控中的分子机制仍不清楚。研究人员以罗氏沼虾NPF（MrNPF）处理雌性罗
神经肽F（Neuropeptide F，NPF）在甲壳动物多种生理过程调控中发挥关键作用；然而，其在雌性罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）摄食、能量稳态与生殖调控中的分子机制仍不清楚。研究人员以罗氏沼虾NPF（MrNPF）处理雌性罗氏沼虾，对中枢神经系统（central nervous system，CNS）与消化道（digestive tract，DT）进行干预，并设对照组开展比较转录组分析。CNS中鉴定到545个差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），其中209个上调、336个下调；DT中鉴定到659个DEGs，其中308个上调、351个下调。两组织共有66个DEGs，CNS特有479个，DT特有593个。基因本体（Gene Ontology，GO）与京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析显示，这些DEGs主要参与碳水化合物、氨基酸、能量代谢及内分泌相关信号通路。定量逆转录聚合酶链反应（quantitative reverse transcription PCR，qRT-PCR）结果与RNA测序一致。研究人员认为，所鉴定的候选基因与通路为理解MrNPF处理相关分子响应提供依据，可作为后续研究神经内分泌调控、能量代谢与卵巢发育的有价值候选对象。
研究背景方面，罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）是全球淡水养殖重要物种，高密度养殖会带来疾病易感、应激、摄食下降、代谢失调与生殖紊乱等问题。优化摄食对满足卵巢发育与卵黄发生（vitellogenesis）营养需求十分关键。神经肽F（Neuropeptide F，NPF）属RFamide肽家族，在昆虫与甲壳动物中可调控摄食、生长、卵巢成熟与卵黄发生；外源NPF可促进对虾与罗氏沼虾摄食、生长及卵巢成熟。但MrNPF在雌性罗氏沼虾CNS与DT中调控代谢与激素信号的转录组水平机制仍不清楚。该研究假设MrNPF可能关联差异表达基因（DEGs），并调控与摄食、生长、生殖相关通路。论文发表于《Scientific Reports》。
主要技术方法方面，研究人员取泰国Ratchaburi省养殖场来源的早熟期（前卵黄发生期，previtellogenic）雌性罗氏沼虾，注射MrNPF或0.9%生理盐水对照，于9小时采集CNS与DT样本；经质量过滤后保留37个测序文库，使用RNA测序开展比较转录组分析，以P≤0.05且|log2(fold change)|≥1筛选DEGs，并进行GO与KEGG富集分析；再以qRT-PCR验证候选基因，另检测molting-inhibiting hormone（MIH，蜕皮抑制激素）表达。
研究结果部分，RNA测序数据质量评估与DEGs分析显示，PCA按组织类型将CNS与DT明显分开；CNS得545个DEGs，DT得659个DEGs；维恩分析显示两组织共有66个DEGs，CNS特有479个，DT特有593个。CNS的GO富集与KEGG通路分析中，生物过程富集于碳水化合物代谢、几丁质（chitin）代谢、氨基糖代谢等；细胞组分富集于胞外区、肌动蛋白细胞骨架（actin cytoskeleton）、肌球蛋白复合体（myosin complex）等；分子功能富集于几丁质结合、丝氨酸型肽酶活动等。KEGG中上调趋势通路包括肌细胞骨架（cytoskeleton in muscle cell）、果糖与甘露糖代谢（fructose and mannose metabolism）、牛磺酸与次牛磺酸代谢（taurine and hypotaurine metabolism），涉及myosin heavy chain（MHC，肌球蛋白重链）、actin-like、troponin T、fructose-1,6-bisphosphatase 1-like（F16BP1）、fructose-bisphosphate aldolase-like（FBA）、cysteine sulfinic acid decarboxylase-like（CSAD）；下调趋势涉及氨基糖与核苷酸糖代谢、昆虫激素生物合成（insect hormone biosynthesis），包括chitinase 7（Cht7）、chitinase 2（Cht2）、endochitinase-like（CHIT）、chitinase-3-like protein 1（CHI3L1）、methyl farnesoate epoxidase-like（MFE）、cytochrome P450 307a1-like（CYP15A1）。
DT的GO富集与KEGG通路分析显示，生物过程有蛋白酶体（proteolysis）、跨膜转运趋势；细胞组分显著富集胞外区；分子功能富集肽酶抑制剂活性、氧化还原酶活动等。KEGG上调趋势通路包括硫胺素代谢（thiamine metabolism）、叶酸生物合成（folate biosynthesis）、辅因子生物合成、激素信号、神经活性配体-受体互作（neuroactive ligand-receptor interaction）、昆虫激素生物合成；碱性磷酸酶样（alkaline phosphatase-like，ALP）、guanine nucleotide-binding protein subunit alpha（Gα）、atrial natriuretic peptide receptor 1-like（ANPR1）、adenylate cyclase type 2-like（ADCY2）、calcitonin gene-related peptide type 1 receptor-like（CGRP1）、neuropeptide SIFamide receptor-like（SIFaR）、trypsin-1-like（PRSS1）等被检出。下调主要涉及昆虫激素生物合成，如cholesterol 7-desaturase（C7D）、MFE、cytochrome P450 2L1-like（CYP2L1）、CYP15A1。
RT-qPCR验证差异表达基因部分，MHC、CSAD、ALP、SIFaR、PRSS1、Gα、FBA在RNA-seq与qRT-PCR中一致上调；CYP2L1与CHIT在两组织一致下调；MIH在CNS中qPCR显示上升，但未在RNA-seq中作为显著差异转录本检出。
讨论部分总结，研究人员认为MrNPF处理后CNS中MHC与CSAD上调，可能关联肌动蛋白细胞骨架重塑、神经元运输与突触结构维持；CSAD参与牛磺酸（taurine）合成，利于渗透压调节、抗氧化与突触功能。CYP2L1下调可能关联早期非蜕皮期20-羟基蜕皮酮（20-hydroxyecdysone，20E）转化减弱，反映减少蜕皮投入、保存能量以服务卵巢发育。CHIT下调与几丁质降解及蜕皮相关过程受抑一致；MIH上升进一步支持MrNPF可能通过抑制蜕皮、促进卵黄发生方向调控生理状态。DT中PRSS1上调关联蛋白质消化，ALP上调关联硫胺素与碳水化合物代谢、营养吸收，SIFaR上调关联SIFamide饥饿/饱食与生殖调控网络，Gα上调关联G蛋白偶联受体（GPCR）与NPF受体（NPFR）信号传导，FBA等上调关联糖酵解/糖异生与能量供给。作者也指出局限：单时间点、单剂量、摄食次生效应、缺乱序肽对照，因此结果为描述性证据，需多时点、剂量反应、控食与功能验证。
结论部分翻译为：本研究在前卵黄发生期雌性罗氏沼虾卵巢周期中，鉴定了MrNPF处理后CNS与DT内与神经丝组织、牛磺酸代谢、神经活性配体-受体互作、摄食与消化、蜕皮类固醇生物合成、碳水化合物与氨基糖代谢相关的关键通路与候选基因。这些发现为理解MrNPF处理相关转录响应提供了新见解，并为未来确定MrNPF信号在雌性罗氏沼虾中的功能作用与生理学意义建立分子基础。
