《Aquaculture Reports》：Role of rhamnose-binding lectin in transplantation immunity of
Pinctada fucata martensii
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本研究针对马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)核插术后免疫排斥导致存活率低的关键问题，系统解析了鼠李糖结合凝集素(RBL)在移植免疫中的调控机制。研究发现RBL注射可显著提高贝类存活率和留核率，通过激活NF-κB信号通路上调IRAK1、TRAF3等免疫因子，同时调控抗氧化酶活性和细胞凋亡，首次揭示RBL通过双重机制协调免疫平衡，为珍珠养殖抗逆育种提供新靶点。
在中国南海的碧波之下，马氏珠母贝（Pinctada fucata martensii）正默默孕育着璀璨的“南珠”，贡献着全国95%以上的海水珍珠产量。然而在这光彩夺目的背后，珍珠养殖面临着一个严峻挑战——人工植核手术。这项将珠核与外套膜组织植入受体贝体内的精细操作，犹如一场器官移植手术，会引发宿主强烈的免疫反应。当免疫应答过度时，就会导致严重的排斥反应甚至贝体死亡，成为制约珍珠产业可持续发展的瓶颈。
作为无脊椎动物，马氏珠母贝缺乏适应性免疫系统，完全依赖先天免疫来抵御病原入侵。在这一防御体系中，凝集素（lectin）扮演着关键角色，它们能够识别并结合特定糖基，介导细胞凝集、病原抑制和信号转导等多种免疫功能。其中，鼠李糖结合凝集素（Rhamnose-binding lectin, RBL）是一类不依赖Ca2+的动物凝集素，能够特异性识别L-鼠李糖和D-半乳糖，在识别细菌、真菌等病原体后触发免疫应答。前期研究发现，马氏珠母贝RBL对革兰氏阴性菌具有显著凝集活性，但其在移植免疫中的具体功能仍不明确。
为填补这一知识空白，广东海洋大学的研究团队在《Aquaculture Reports》上发表了最新成果，通过转录组分析与功能验证相结合的策略，系统揭示了RBL调控移植免疫的分子机制。研究人员首先进行了植核术后RBL干扰的转录组测序，同时通过注射试验评估RBL对关键免疫参数的影响。研究队列包括450只18月龄的马氏珠母贝，随机分为移植组（仅植核）、对照组（植核+PBS注射）和处理组（植核+RBL注射），在湛江市徐闻县大井海区进行养殖试验。此外，还设置了240只贝类的注射试验，分为PBS组、RFP组、RBL组和RBLi（RBL干扰）组，在不同时间点采集鳃组织进行分析。
关键技术方法包括：通过RNA干扰（RNAi）技术构建RBL基因沉默模型；利用Illumina平台进行鳃组织转录组测序；采用实时定量PCR（qRT-PCR）检测免疫相关基因表达；使用商业试剂盒测定酸性磷酸酶（ACP）、碱性磷酸酶（AKP）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、总抗氧化能力（T-AOC）和溶菌酶（LZM）活性；通过TUNEL法检测细胞凋亡情况。
3.1. 存活率和留核率
研究结果显示，RBL注射显著提高了马氏珠母贝的存活率和留核率。在植核后7、45和60天，处理组的存活率均显著高于移植组和对照组，60天时的留核率也明显改善。这一结果表明，外源RBL能够有效增强贝体对移植手术的耐受性。
3.2. 转录组测序结果
3.2.1. RNA干扰效率验证
qRT-PCR验证显示，RBLi组在6-96小时内的RBL表达均显著低于PBS和RFP组，其中24小时的抑制效率最高，为后续转录组分析提供了可靠的时间点选择依据。
3.2.2. 差异基因表达
转录组分析发现，PBS vs RBLi比较组中有359个基因上调、714个下调，RFP vs RBLi比较组中有608个上调、333个下调。Venn分析鉴定出171个核心差异表达基因（DEGs），为后续功能分析奠定了基础。
3.2.3. 差异基因功能注释
GO富集分析显示，DEGs主要富集在细胞过程、单生物体过程和代谢过程等生物过程，以及结合和催化活性等分子功能。KEGG通路分析表明，这些基因显著富集于代谢通路、过氧化物酶体功能和信号转导等途径，特别是与免疫系统相关的通路。
3.2.4. 关键差异基因筛选
通过系统筛选，研究人员鉴定出多个关键基因，包括谷胱甘肽过氧化物酶样基因（glutathione peroxidase-like）、L-氨基酸氧化酶样异构体X1（L-amino-acid oxidase-like isoform X1）、谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase）等，这些基因在谷胱甘肽代谢、花生四烯酸代谢和NF-κB信号通路中发挥重要作用。
3.3. RBL注射对马氏珠母贝免疫参数的影响
3.3.1. RBL对免疫相关因子的影响
与PBS组相比，RBL组在所有时间点的IRAK-1表达均显著上调，TRAF-3在除6小时外的各时间点也显著上调，两者均在24小时达到峰值。NF-κB和IKK在12、24和48小时显著上调，TNF-α在所有时间点均显著上调，IL-17在除12小时外的各时间点显著上调，均在48小时达到最大表达量。这些结果表明RBL通过激活NF-κB信号通路关键因子来调控移植免疫。
3.3.2. RBL对免疫和抗氧化酶活性的影响
酶活性测定显示，RBL组在12和72小时的ACP活性显著下调，AKP在12、24和72小时显著下调。SOD活性在6、12和24小时显著下调，48小时达到峰值；CAT活性在72小时显著上调。LZM活性在除48小时外的各时间点均显著上调，而T-AOC活性在所有时间点均显著降低。这表明RBL通过精细调控酶活性来平衡免疫应答和氧化应激。
3.3.3. RBL对鳃组织凋亡的影响
TUNEL检测显示，RBL组的细胞凋亡率显著高于PBS组，表明RBL可能通过诱导特定免疫细胞的凋亡来调控免疫平衡。
研究结论与讨论部分整合了多层次的实验证据，勾勒出RBL在马氏珠母贝移植免疫中的综合调控网络。在基因层面，RBL差异调控LAAO、ALOX5、NQO1、GST和GPx等基因的表达，同时影响促炎反应和抗氧化防御。这一调控延伸至关键免疫信号通路（如PI3K-Akt、NF-κB和TNF通路）及其核心因子（如IRAK1、TRAF3、IKK、IL-17），共同构建了一个旨在限制过度炎症、维持免疫平衡的调控网络。
在生理功能层面，这一网络的体现是对酶活性的选择性调控：一方面抑制某些抗氧化酶（如SOD）的活性，适度提高ROS水平，增强其抗菌功能并可能触发特异性免疫调节性凋亡；另一方面显著增强溶菌酶等直接免疫效应分子的活性，确保免疫防御的效果。这种协调的多层次免疫调节最终帮助珍珠贝在移植手术后有效抵抗感染、清除受损细胞，并适应新的生理状态，在实践中表现为更高的存活率和留核率。
该研究的创新之处在于首次系统阐明了RBL通过双重机制——激活NF-κB信号通路同时精细调控氧化应激反应——来调节移植免疫。这不仅深化了对无脊椎动物先天免疫机制的理解，也为提高珍珠贝养殖效率提供了理论依据和应用靶点。未来研究可进一步验证RBL激活NF-κB的具体分子机制，并在蛋白水平验证关键基因的功能，为开发RBL-based免疫增强剂、培育抗逆品种奠定基础，推动珍珠养殖业的可持续发展。
