黏附与受精过程中的糖链：来自棘唇纲动物Spadella cephaloptera的组织化学与超结构研究

《Frontiers in Zoology》：Glycans in adhesion and fertilization: histochemical and ultrastructural insights from the chaetognath Spadella cephaloptera

　　

摘要

背景

为了适应动态的潮间带环境，一些海洋无脊椎动物进化出了基于碳水化合物的黏附机制。糖胺聚糖也参与原口动物的繁殖过程，然而关于它们在箭虫类动物中的分布和功能的数据却很少。其中，底栖箭虫Spadella cephaloptera能够快速且暂时地附着在基质上，这使其成为研究其黏附和繁殖系统基础糖生物学的一个有趣对象。在本研究中，我们利用组织化学、免疫荧光、凝集素结合实验和透射电子显微镜技术，对S. cephaloptera中不同糖胺聚糖的分布进行了表征，重点关注其黏附系统的发育过程。

结果

黏附细胞的分布具有阶段性特征：在幼体阶段，这些细胞在表皮中形成突起（乳头状结构），并主要集中在身体前方；而在幼虫和成体阶段，它们聚集形成多细胞黏附细胞群（复合乳头状结构），位于身体后部区域。从超微结构上看，黏附细胞含有富含纤维结构的大量分泌颗粒，并具有突触小泡。凝集素结合实验显示，这些细胞的顶端区域对花生凝集素（PNA）具有很强的亲和力，表明存在类似于其他暂时性黏附系统的Galβ1-3GalNAc结构。此外，在精管中检测到了酸性和硫酸化的黏液物质，而成熟的卵细胞则被一层羧基化的胶状物质包裹。

结论

我们的研究结果表明，黏附细胞从身体前部向后部的发育迁移与S. cephaloptera的摄食和觅食行为相关。凝集素实验、组织染色和超微结构分析的证据表明，糖胺聚糖参与了其繁殖和黏附系统，其模式显示这些机制在其他海洋无脊椎动物中同样存在且功能保守。S. cephaloptera黏附细胞中观察到的糖胺聚糖特征表明，它们具有共同进化的特性，例如中性黏液物质和PNA结合糖胺聚糖的存在，这与其他海洋无脊椎动物的暂时性黏附系统类似。这项工作为箭虫类的繁殖和黏附系统的分子特征提供了研究框架。