扇贝C型凝集素家族功能多样性的分子基础

C型凝集素是固有免疫系统中重要的模式识别受体，可通过与特定糖基的相互作用，识别并结合"非己"物质，从而有效地应对环境中复杂多变的病原微生物的侵袭。本项目拟采用分子生物学、生物信息学和免疫学技术，从栉孔扇贝和海湾扇贝中克隆C型凝集素基因，进行系统进化分析；在细胞和个体水平研究这些基因在不同类型微生物或病原相关分子模式刺激下的表达特征；体外重组C型凝集素基因，确定其表达产物的生物学活性及其在扇贝免疫防御中的作用；对C型凝集素的特定氨基酸或基序进行突变或对多结构域凝集素进行分解，研究结构变化对蛋白活性的影响，明确扇贝C型凝集素结构多样性与不同功能的关系。该项目将为深入了解软体动物C型凝集素的功能、作用机制和进化脉络提供有力依据，并为进一步揭示扇贝免疫识别的分子机制、丰富和发展海洋无脊椎动物免疫学内容提供新的思路和理论支持。

C型凝集素是固有免疫系统中重要的模式识别受体，可通过与特定糖基的相互作用，识别并结合“非己”物质，从而有效地应对环境中病原微生物的侵袭。本项目以我国重要的水产养殖品种——栉孔扇贝和海湾扇贝为研究对象，旨在揭示扇贝C型凝集素功能多样性及其分子基础。取得主要成果包括：.1. 揭示了扇贝C型凝集素家族结构多样性和系统进化关系. 克隆获得了4种海湾扇贝C型凝集素的cDNA序列，结合之前的研究基础，对栉孔扇贝和海湾扇贝的15种C型凝集素进行了多序列比对分析，发现了这些基因编码的蛋白在结构组成和关键氨基酸基序上多样性，为其功能多样性奠定了结构基础，系统进化分析初步阐释了无脊椎动物单结构域、多结构域凝集素的进化关系。.2 查明了扇贝C型凝集素的分布特征及其对免疫刺激的响应模式. 采用免疫组化和RT-PCR技术检测了6种C型凝集素的组织分布，从mRNA和蛋白水平明确了不同扇贝凝集素组织分布的特征。利用RT-PCR技术检测了扇贝受到微生物或PAMPs刺激后6种凝集素mRNA的表达规律，发现这些分子均参与了扇贝对免疫刺激的响应，且对不同微生物或PAMPs的刺激呈现出各异的表达模式，并参与了扇贝的免疫致敏。.3. 阐释了扇贝C型凝集素的功能多样性及其在免疫防御中的重要作用. 围绕扇贝凝集素功能的多样性展开研究，查明了10种C型凝集素的生物学活性，明确了各分子的微生物和PAMPs结合谱及凝菌、杀菌、调理、促包囊化等生物学活性，初步揭示了它们的功能多样性及在保护宿主免受病原侵袭过程中的重要作用。.4. 明确了扇贝凝集素功能多样性的分子基础. 针对Cflec-3的多结构组成和关键氨基酸基序的多样性，开展了凝集素功能多样性的分子基础研究。通过对Cflec-3全长、各个结构域及8个突变体的活性比较研究，发现各个结构域在免疫功能上具有明显分化，钙离子识别位点2的关键氨基酸对其配体识别广谱性和特异性具有决定作用。上述结果初步揭示了凝集素结构多样性与分子配体识别多样性的关系。. 本研究获得了以上原创性的科学发现，研究成果在国内外相关领域发表SCI论文9篇。研究成果对深入解析无脊椎动物免疫防御的分子基础和调控机制，丰富和发展海洋无脊椎动物分子免疫学的基础理论具有重要作用。