小龙虾prx 6基因在对抗金黄色葡萄球菌感染中的分子作用机制
小龙虾又名克氏原螯虾（Procambarus clarkii），目前已经成为我国主要的淡水无脊椎甲壳类经济养殖动物之一。近些年，由于虾类病害频繁爆发，给我国水产养殖业带来了严重经济损失。各类水产病害的高发已经成为小龙虾死亡的主要原因，不仅限制了小龙虾养殖业的高速发展，也在食品安全方面造成一定威胁。金黄色葡萄球菌作为主要致病菌之一，可以感染大多数水生无脊椎动物，从而引起相关细菌性疾病的发生。因此研究小龙虾先天免疫机制对于病害防治工作的开展有着重要作用。
过氧化物还原酶（peroxiredoxin，Prx）蛋白质家族，是一个广泛分布于动物体内的抗氧化酶超家族，主要通过硫氧还蛋白（Trx）作为氢的供体来消除过氧化氢，高效调节宿主体内ROS水平。近些年，Prx家族在无脊椎动物抗菌免疫过程发挥的作用受到重视，然而，目前对于prx 6参与小龙虾抗细菌先天免疫的分子作用机制未见报道。
近日，《生物技术通报》在线发表了题为《小龙虾prx 6基因在对抗金黄色葡萄球菌感染中的分子作用机制研究》的研究报告。本研究通过RNAi降低小龙虾prx 6基因的表达量，免疫注射S.aureus之后发现，小龙虾的存活率比dsGFP对照组显著降低。为进一步研究小龙虾存活率下降的原因，检测了小龙虾肝胰腺组织中抗菌肽相关基因的表达变化量，同时分析了小龙虾血淋巴细菌清除能力。本文阐明了prx 6基因在小龙虾抗细菌先天免疫反应中的作用形式和调控机制，为进一步探索其在无脊椎动物先天免疫反应中的分子作用机制提供了新思路，同时为水产疫苗开发提供新靶点。
作为一种过氧化物还原酶，Prx 6其参与了无脊椎动物的先天免疫过程，在抗氧化以及抗菌肽的调节中发挥着重要作用。近些年，prx 6在无脊椎动物中的作用不断被挖掘，现有的文献报道了其参与了氧化还原系统的调控、免疫信号的传导、细胞凋亡的调控等。甲壳类动物主要通过肝胰腺来执行机体的免疫反应，同时也是病原菌侵袭的主要组织器官，因此肝胰腺组织在宿主机体免疫调节有可能起到重要作用。本研究发现prx 6在小龙虾的各组织中均有分布，在肝胰腺中表达量最高。同时，本研究发现，S.aureus刺激后，prx 6基因在小龙虾肝胰腺、血细胞等组织中均出现上调表达趋势。肝胰腺作为小龙虾主要的免疫器官，本研究实验结果显示prx 6在肝胰腺中表达量最高，有可能prx 6在小龙虾肝胰腺对抗病原侵染方面起到重要作用。
本研究发现敲低prx 6基因之后，小龙虾肝胰腺Amps基因的表达水平受到了持续性抑制，推测其可能通过影响Amps基因的表达协助机体抵抗S.aureus侵染。本研究利用RNAi降低prx 6基因表达量之后发现，小龙虾血淋巴的细菌载量明显增加，这与目前主流的关于prx基因功能的研究结论具有良好的一致性。
抗菌肽在无脊椎动物先天免疫中起到至关重要作用，其包含多个家族，例如抗脂多糖因子（antilipopolysaccharide factor，ALF）、凝集素（lectin）、甲壳肽（crustin）等活性分子，其不仅具有直接的抗菌活性，有些甚至可以作为免疫调节因子发挥作用。目前，对于ALF、crustin等Amps相关基因，在贝类、甲壳类以及文昌鱼等水生生物中均有文献报道，主要集中于对抗细菌先天免疫反应中表达量等情况进行分析。本研究通过RNAi降低prx 6基因表达量并且进行细菌刺激之后，检测toll信号途径相关的Amps基因表达情况，实验结果显示prx 6对于抗菌肽的影响作用是十分明显的，针对S.aureus侵染，prx 6通过影响Amps基因表达水平来发挥免疫作用。此外，通过对小龙虾血淋巴中细菌进行计数发现，RNAi使prx 6表达量降低之后，在12 h时间点的细菌数量显著高于dsGFP+S.aureus组，并且在24 h时间点的细菌数量发生了明显增加。综合考虑，prx 6可能通过调控toll信号途径相关Amps基因表达水平，及其在血淋巴中的体液免疫作用，参与到小龙虾的抗细菌先天免疫反应。
小龙虾prx 6基因分别通过影响抗菌肽相关基因ALF、crustin、lectin的表达，以及血淋巴的细菌清除能力来参与无脊椎动物抗细菌先天免疫应答。