氨氮胁迫下凡纳滨对虾肝胰腺内质网与脂质代谢受Ca2?稳态破坏的影响

《Marine Biotechnology》：The Effects of Disrupting Ca2+ Homeostasis on the ERs and Lipid Metabolism in the Hepatopancreas of Penaeus vannamei Exposed to Ammonia Stress

　　

摘要

Ca²⁺ 稳态调节内质网（ER）应激和脂质代谢，并参与哺乳动物的应激反应。然而，暴露于胁迫环境条件下的水生动物中这些调节通路如何响应仍不清楚。在本研究中，我们使用 siRNA 抑制了 Bip、SERCA、IP₃R 和 MCU 的表达水平，这些基因参与调节凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）肝胰腺中的 Ca²⁺ 稳态。随后进行了氨胁迫实验（胁迫浓度为 11.3 mg/L），以测量与 ER 应激、Ca²⁺ 稳态和脂质代谢相关的参数。本研究旨在验证 Ca²⁺ 稳态在氨胁迫下凡纳滨对虾（P. vannamei）调节 ER 应激和脂质代谢中的作用。干扰 Bip 基因表达限制了未折叠蛋白反应（UPR），减少了 Ca²⁺ 向 ER 内的转运，并促进了 Ca²⁺ 的外流。这些发现表明，Bip 在调节 ER 应激和 Ca²⁺ 稳态中起着关键作用。干扰 SERCA 基因表达加剧了 ER 应激反应，并促进了 UPR。这种干扰还减少了通过 IP₃R 的 ER Ca²⁺ 泄漏，并加重了细胞能量缺乏状态，表明 SERCA 对于维持 ER Ca²⁺ 水平和能量平衡至关重要。降低 IP₃R 基因表达通过减少 Ca²⁺ 从 ER 外流而抑制了 ER 应激反应。这种 Ca²⁺ 向 ER 和线粒体转运的减少导致了细胞能量缺乏并调节了脂质代谢，突显了 IP₃R 在 Ca²⁺ 信号传导和代谢调节中的作用。干扰 MCU 基因表达缓解了 ROS 诱导的 ER 应激，导致 ER Ca²⁺ 超载，并在增强脂质代谢的同时导致细胞能量缺乏。这些发现表明，MCU 对于调节胁迫条件下线粒体 Ca²⁺ 摄取和细胞能量代谢至关重要。这些结果表明，减少 ER Ca2? 外流和维持 ER Ca2? 稳态是候选分子靶点，其对抗虾氨耐受性的贡献值得在未来的研究中加以探讨。