跨大陆的毒液研究：印度和中国印度青环海蛇（Hydrophis cyanocinctus）的蛋白质组学与转录组学分析

《Archives of Toxicology》：Cross-continental venom narratives: proteo-transcriptomic insights into Hydrophis cyanocinctus of India and China

海蛇毒素组学首次揭示印度蓝环海蛇毒液蛋白谱及转录组特征，对比中国种群发现7644个上调基因和8557个下调基因，揭示翻译、肽合成及能量代谢相关通路显著激活，证实印度种群毒腺生物合成与代谢活性增强。

　　

摘要

Hydrophis cyanocinctus（环纹海蛇）是一种广泛分布的海洋蝰蛇，其毒液成分和基因表达特征在其地理分布范围内仍知之甚少。本文首次提供了来自印度的该物种毒液及其毒腺的高分辨率蛋白质组学和转录组学分析结果。本研究通过比较印度和中国H. cyanocinctus毒腺的基因表达情况，揭示了毒腺机制、基因多样性及其他调控生物学方面的种群间差异。利用LC–MS/MS技术对印度毒液进行分析，发现了2260种属于主要蝰蛇毒素家族的肽类物质，包括短链三指神经毒素、肌毒素、多种长链神经毒素、多样的磷脂酶A?异构体以及一系列抗出血和PLA?/金属蛋白酶抑制剂，这些成分可能参与了内源性毒素的调节。互补RNA-seq分析从印度毒腺中获得了1.91亿条测序数据，共检测到16,117个表达基因。差异表达基因分析显示，不同种群之间存在7644个上调基因和8557个下调基因，其中6089个基因在印度（样本数n=1）和中国（样本数n=3）之间表现出持续性的差异表达。功能富集分析表明，在印度种群中，与翻译、肽类生物合成、核糖体生成、RNA加工、线粒体呼吸和ATP合成相关的通路显著上调，这表明印度的毒液生产状态更为活跃，生物能量消耗较高。另一方面，通过de novo RNA-Seq分析及相关数据挖掘，发现了约63,000个新的基因序列，其中包括扩展的SVMPs（丝氨酸肽类毒素）、PLA?s（磷脂酶A?）和神经毒素谱系，这些成分具有不同的特征。综上所述，这些发现展示了H. cyanocinctus在蛋白质组和RNA-Seq层面的高度多样性，揭示了印度毒腺中生物合成和代谢活动的增强，并为印度环纹海蛇的毒液特性提供了重要见解。