《Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology》：Capsaicin-activated AjTRPV contributes to thermotaxis of
Apostichopus japonicus larvae
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时间：2026年09月10日来源：Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology 2.4
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•AjTRPVA 和 AjTRPVB 主要定位于耳状菌（auricularia）的纤毛带中。•AjTRPV 通道具有与辣椒素和热激活相关的保守残基。•AjTRPV 通道在 A. japonicus 耳状菌幼虫中介导正向趋热性。引言温度是决定动物生存、生理功能、地理分布和生命周期动
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AjTRPVA 和 AjTRPVB 主要定位于耳状菌（auricularia）的纤毛带中。
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AjTRPV 通道具有与辣椒素和热激活相关的保守残基。
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AjTRPV 通道在 A. japonicus 耳状菌幼虫中介导正向趋热性。
引言
温度是决定动物生存、生理功能、地理分布和生命周期动态的关键环境因素。作为变温动物，棘皮动物生活在导热性高的水生环境中，这使得它们的生理和行为极易受到温度波动的影响。在幼虫阶段，温度对海洋无脊椎动物的胚胎发育、变态存活、进食和生长表现有深远影响（McEdward, 1985; Karelitz et al., 2017）。例如，在28°C的高温 stress 下，金乌贼 Sepia esculenta 的幼虫会触发转录水平的免疫反应（Zhu et al., 2026a, Zhu et al., 2026b）。TRPA1 在海星 Patiria pectinifera 的幼虫中参与对有害高温的正向趋热性（Saito et al., 2017）。作为具有生态和经济价值的棘皮动物物种，海参 Apostichopus japonicus 的幼虫对温度压力表现出高度敏感性（Zhao et al., 2023）。然而，A. japonicus 幼虫对温度敏感性的分子机制仍知之甚少。
瞬时受体电位（TRP）通道是一类在真核生物谱系中高度保守的非选择性阳离子通道，在真菌、植物、原生动物和后生动物中都发现了其同源物。TRP 通道作为多模态细胞受体，介导多种感觉过程，包括视觉、嗅觉、温度感知和机械感觉（Perraud et al., 2001, Perraud et al., 2003; Tracey et al., 2003; Kang et al., 2011）。几种 TRP 昵称在特定温度范围内被激活。值得注意的是，瞬时受体电位香草酸（TRPV）亚家族的成员在哺乳动物中充当主要的热伤害感受器。不同的温度环境驱动了专门的热感知机制的进化，并塑造了 TRP 通道的热敏感性（Hori et al., 2023）。例如，适应高温的土鼠 Ictidomys tridecemlineatus 和骆驼 Camelus ferus 的 TRPV1 具有较高的温度激活阈值，而适应寒冷的蝾螈 Ambystoma mexicanum 的 TRPV1 则具有较低的激活阈值（Laursen et al., 2016; Hori et al., 2023）。除了脊椎动物外，TRP 通道也参与无脊椎动物的热行为。Caenorhabditis elegans 的 AFD 神经元中的 TRP 通道介导趋热性和避热反应（Ohnishi et al., 2020）。此外，TRPA1 通道在海星 P. pectinifera 的幼虫中介导正向趋热性（Saito et al., 2017）。
尽管 A. japonicus 的温度依赖性生理反应已有充分记录，但驱动这些行为的具体分子机制仍不清楚（Yang et al., 2006; Song et al., 2024）。我们之前的工作鉴定了 A. japonicus 的 TRPV（AjTRPV）通道，并证实了它们在辣椒素化学激活下的功能保守性（Wang et al., 2026）。在本研究中，基于三方面的证据，AjTRPVA 和 AjTRPVB 被确定为潜在的热感受器。首先，序列比对显示 AjTRPVA 和 AjTRPVB 与其他 AjTRP 家族成员相比，与实验验证的热敏感 TRPV 同源物的序列相似性更高。AjTRPVA 与脊椎动物的 TRPV1 有大约 30% 的蛋白质序列同源性，与 C. elegans 的热感受 TRPV 有大约 40% 的同源性。其次，已发表的转录组数据表明 AjTRPVA 和 AjTRPVB 在幼虫发育过程中表现出时间动态表达，暗示它们可能在幼虫感觉成熟和环境适应中起作用（Boyko et al., 2019）。第三，广泛的比较研究表明 TRPV 亚家族通道在所有后生动物中作为多模态感觉受体；我们之前的辣椒素激活实验进一步支持 AjTRPV 蛋白具有化学感受活性，这与典型 TRPV 的感觉功能一致（Wang et al., 2026）。结合序列保守性、幼虫动态表达模式和保守的化学感受活性，我们推测 AjTRPVA 和 AjTRPVB 是可能调节幼虫热感知和趋热性的合理热感受器候选者。然而，现有的转录组研究尚未关注 TRPV 通道在热感知中的功能，AjTRPV 通道对热感知的贡献仍有待阐明。在本研究中，我们量化了 A. japonicus 早期生命周期中 AjTRPV 基因的转录水平，通过全切片原位杂交技术研究了它们的组织空间表达，筛选了可能与热诱导的 AjTRPV 蛋白激活相关的保守氨基酸残基，并进行了辣椒素刺激实验，以解析它们在热感知和调节幼虫趋热行为中的潜在作用。
章节片段
A. japonicus 幼虫的制备
2025 年 4 月，我们从中国青岛的一个水产养殖场收集了 150–250 克的 A. japonicus 成年个体作为亲本。总共六只 A. japonicus> 个体被饲养在玻璃纤维水箱中。所有成年 A. japonicus> 在实验过程中保持健康，没有死亡。自然产卵和受精后，胚胎在 18°C 的海水中培养，盐度维持在 30–31，光照周期为 12 小时/12 小时黑暗，同时持续通风。幼虫
AjTRPVA 和 AjTRPVB 表达谱的分析
RT-qPCR 结果显示，在 A. japonicus 的早期生命周期中，AjTRPVA 和 AjTRPVB 表达谱相似（图 2）。AjTRPVA 和 AjTRPVB 在耳状菌幼虫阶段的表达水平最高。五叶幼虫阶段的表达水平显著高于囊胚阶段（p < 0.01）和担轮幼虫阶段（AjTRPVA, p < 0.05; AjTRPVB, p < 0.001）。为了表征它们的空间分布，对 AjTRPVA 进行了转录定位
讨论
作为 变温海洋动物，A. japonicus 对温度波动非常敏感，并且适应环境温度变化的能力有限。温度是决定 A. japonicus 生存、生理、行为和生物地理分布的主要环境因素。趋热性是一种先天行为机制，通过这种机制，变温动物会向温度适宜的微生境移动。功能性的热感受系统是这种动物的必要前提
