凡纳滨对虾非折叠蛋白反应信号通路与白斑综合症病毒之间相互作用的分子机制

Shrimp is the main aquaculture species in China, the industry production is more than 1.3 million tons in 2010, and at least 90% is Litopenaeus vannamei. White spot syndrome disease (WSS) caused by white spot syndrome virus (WSSV) has resulted in serious harm to the shrimp industry. And outbreak of the WSS is often associated with environmental stress. Environmental stress leads to endoplasmic reticulum (ER)-stress in eukaryotic cells, and sequences unfolded protein response (UPR), which is the core responding in reducing ER-stress. This subject intends to study the responding of L. vannamei UPR pathway to environmental stress, the effects of L. vannamei UPR pathway on WSSV infection, as well as the effects of WSSV to regulate L. vannamei UPR pathway, to reveal the molecular mechanism of the interplay between L. vannamei UPR pathway and WSSV, and lays the groundwork for expounding the molecular mechanism of WSS outbreaks as a result of environmental stress.

对虾是我国水产养殖的主要种类，2010年养殖产量超过130万吨，其中凡纳滨对虾养殖产量占90%以上。对虾白斑综合症（white spot syndrome，WSS）的病原体为白斑综合症病毒（white spot syndrome virus, WSSV），危害严重，其急性暴发往往与环境胁迫相关。环境胁迫能够引起真核生物细胞产生内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ER-stress）,继而诱发以非折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）为核心的响应措施。本课题拟通过对凡纳滨对虾UPR信号通路对环境胁迫的响应、凡纳滨对虾UPR信号通路对WSSV感染的影响及WSSV对凡纳滨对虾UPR信号通路的调控的研究，揭示凡纳滨对虾UPR信号通路与WSSV之间相互作用的分子机制，为阐明环境胁迫促使WSS急性暴发的分子机制奠定基础。

环境胁迫问题和WSSV感染问题是我国对虾养殖业所面对的两大难题。而这两者之间有着密切的关系。本项目对他们之间的相互作用关系进行研究，以期对凡纳滨对虾病害的防治提供理论基础。项目总体完成情况良好，申请书中大部分内容均基本完成，主要成果如下：..1．凡纳滨对虾 UPR通路的组成.. 通过转录组学分析，发现UPR通路三条经典通路IRE1-XBP1通路、PERK-eIF2α通路和ATF6通路在凡纳滨对虾中均存在；共发现已知的UPR通路基因208个，还有大量属于凡纳滨对虾UPR通路或受其调控的未知基因。 其中一些重要的基因，如PERK、IRE1、XBP1、ATF6、ATF4、Bip和 CHOP等关键基因均已通过race获得全长cDNA序列，并对其中若干基因的功能进行了研究。..2. 凡纳滨对虾 UPR通路对养殖环境中理化因子的响应.. 发现温度胁迫、氨氮胁迫、pH值胁迫和渗透压胁迫等4种常见的胁迫类型均能激活凡纳滨对虾UPR通路。这些环境胁迫通过激活UPR通路，不仅影响到凡纳滨对虾免疫功能，而且还影响到对虾的物质代谢，比如糖代谢的过程。..3. 凡纳滨对虾 UPR通路对 WSSV感染的影响..1） 发现凡纳滨对虾碱性赖氨酸结构域转录因子LvXBP1、LvATF4和LvATFβ分别参与WSSV 基因wsv023、wsv083和wsv059/wsv166的转录调控，对WSSV感染有重要影响。.2） IRE1-XBP1通路介导的细胞凋亡通路和PERK-eIF2α通路介导的细胞凋亡通路均在WSSV急性感染的凡纳滨对虾中被激活，引起凡纳滨对虾血淋巴细胞的凋亡并最终导致对虾死亡。推测碱性赖氨酸结构域转录因子的转录增强作用及UPR通路介导的细胞凋亡是凡纳滨对虾体内WSSV感染状态由潜伏感染转化为急性感染的重要原因。..4. WSSV对凡纳滨对虾UPR信号通路的调控.. 发现WSSV感染引起IRE1-XBP1通路的活化。感染WSSV的L. vannamei的血细胞，其LvXBP1总体的转录水平被上调、mRNA发生了剪切，且剪切形式的mRNA的比例在感染的18小时(h)后达到峰值，之后比例缓慢下降。.. 发表相关SCI收录论文9篇（含已接收4篇）；会议论文摘要5篇；申请发明专利两项；国际领先成果1项（第6完成人）.