LPS刺激下栉孔扇贝胞外囊泡介导先天免疫调控的蛋白质组学解析

本研究针对栉孔扇贝养殖中细菌感染导致的大规模死亡问题，通过DIA定量蛋白质组学技术分析LPS刺激后血清胞外囊泡(EVs)的差异表达蛋白(DEPs)，鉴定出HSP90B1、TSG101等124个上调及205个下调蛋白，揭示EVs通过Toll样受体等通路介导先天免疫调控的分子机制，为贝类抗病育种提供新靶点。

　　

在黄渤海海域，栉孔扇贝养殖业正面临严峻挑战。近年来，环境压力和高密度养殖导致细菌性疾病频发，2022年北方主产区甚至出现70%的大规模死亡事件。这种被称为"扇贝瘟疫"的现象，与革兰阴性菌感染密切相关。传统抗生素防治手段面临耐药性和生态风险，而贝类作为无脊椎动物缺乏适应性免疫系统，其先天免疫机制研究成为破题关键。

中国水产科学研究院黄海水产研究所的研究团队将目光投向了一种纳米级信使——胞外囊泡(EVs)。这些直径100-150 nm的"生物快递员"能在细胞间传递蛋白质、核酸等活性物质，近年被发现参与宿主-病原体互作过程。研究团队创新性地采用数据非依赖性采集(DIA)蛋白质组学技术，对脂多糖(LPS)刺激后的扇贝血清EVs进行分析，相关成果发表于《Developmental 》期刊。

研究首先建立LPS刺激模型，通过透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)确认EVs形态特征。关键技术包括：1) 12小时LPS(1 mg L^-1)浸泡刺激；2) 超速离心法分离血清EVs；3) DIA定量检测329个DEPs；4) 通过KEGG和GO分析免疫通路；5) STRING数据库构建蛋白质互作网络(PPI)。

EV表征与蛋白鉴定
TEM显示典型杯状结构，NTA检测粒径为100-150 nm。共鉴定329个DEPs，其中124个上调、205个下调，数据已上传iProX数据库(PXD062432)。

免疫相关DEPs筛选
重点发现7类关键蛋白：热休克蛋白90B1(HSP90B1)、溶酶体相关膜蛋白1(LAMP1)、钙网蛋白(CALR)等直接参与免疫调控；肿瘤易感基因101蛋白(TSG101)、囊泡相关膜蛋白3(VAMP3)等通过囊泡运输间接调控。

功能富集分析
DEPs显著富集于刺激响应、免疫系统过程等GO条目，以及Toll样受体、RIG-I样受体等经典免疫通路。LAMP1等蛋白提示溶酶体-自噬途径激活，HSP90B1表明内质网应激响应。

PPI网络解析
网络分为两大模块：HSP90B1、CALR等构成免疫调控核心；TSG101、VAMP3等形成囊泡运输集群。Rab家族蛋白(RAB11A、RAB14)作为桥梁连接两大功能模块。

这项研究首次系统揭示栉孔扇贝EVs通过"双模块"机制应对细菌感染：一方面直接激活免疫应答，另一方面通过囊泡运输协调细胞间通讯。特别是发现EVs可能通过递送HSP90B1等分子模拟哺乳类抗原呈递功能，为无脊椎动物免疫进化研究提供新视角。研究建立的DIA蛋白质组学分析框架，为水产动物抗病育种提供了可推广的技术路线。团队指出，未来可针对TSG101-RAB11A调控轴开发分子标记，用于扇贝抗病品系选育，这对保障我国年产值超百亿元的扇贝养殖产业具有重要实践意义。