对虾Toll样受体通路研究进展*

蒙 苗，吴文林

（泉州师范学院 海洋与食品学院，福建 泉州 362000）

对虾Toll样受体通路研究进展*

蒙 苗，吴文林

（泉州师范学院 海洋与食品学院，福建 泉州 362000）

对虾是我国重要的海水养殖品种，但频繁爆发的病害威胁着对虾养殖的可持续发展。Toll通路是对虾重要的免疫应答通路，在对虾的抗病原体感染中起重要作用。文章综述了国内外关于对虾Toll通路的最新研究进展，总结了国内外的研究成果，指出对虾Toll通路研究的重要意义和未来的研究方向。

对虾；Toll通路；研究进展

对虾是海水养殖的主导品种之一，在我国海洋农业中发挥重要作用，广东、福建、海南、广西、浙江是我国主要的对虾养殖区域。2014年全国对虾类养殖总产量为174.7万吨 (中国渔业统计年鉴，2015年)，年产值近千亿元，从业人员超过100万人，创造了显著的经济效益和社会效益。

但是，近年来随着养殖规模的不断扩大，养殖强度的增加以及养殖环境的恶化，特别是各类病毒及细菌性疾病的频繁暴发，导致养殖对虾病死率高，经济损失十分严重，影响虾农和公司收益，甚至导致部分虾农绝收破产。因此农户在养殖过程中广泛使用抗生素，导致病原菌的耐药性以及药物残留超标问题，严重影响了对虾养殖业的可持续发展和产品品质，影响人民健康。所以急需通过生物学手段，研究虾体免疫调控，从而寻找到有效提高虾体免疫力及抗病力的方法，并运用到对虾的人工养殖中。

与脊椎动物不同，目前学术界普遍认为对虾不具备获得性免疫系统，只具有依靠体液免疫和细胞免疫的先天性免疫系统。细胞免疫包括吞噬作用、结节形成、黑化以及整合素介导的信号转导，而体液免疫包括proPo级联反应凝血反应、抗菌肽( AMPs)、凝集素、唐氏综合症细胞粘附分子( Dscam) 、Toll 和IMD通路，这些分子直接或间接触发一系列防御反应[1]。其中Toll通路是最重要的免疫通路之一。

Toll通路由Toll样受体（Toll like receptor，TLR）及其下游效应因子如MyD88、TRIF、TRAM、TRAF等组成。TLR是进化中比较保守的一个受体家族，是参与天然免疫的主要模式识别受体(Pattern recognition receptor，PRR)之一。TLR能识别细菌、真菌、病毒及寄生虫的多种病原相关分子模式PAMP(pathogen associatedmolecular pattern)(包括脂类、脂蛋白、蛋白质、聚糖和核苷酸)，也能识别体内的代谢产物或组织细胞损伤、坏死时释放或分泌的分子，由TLRs介导的信号转导通路可以诱导很多快速反应的活化，产生如一氧化氮合成酶、抗菌肽、炎症细胞因子、共刺激分子、趋化细胞因子等效应分子，激活炎症反应，参与激活机体防御系统来抵抗病原微生物的入侵，是连接先天性免疫和获得性免疫的桥梁[2]。TLR广泛存在于脊椎动物和无脊椎动物中，在引发免疫和炎症反应中发挥关键性作用，是连接先天性免疫与获得性免疫的桥梁。至今，已在人、小鼠等脊椎动物和海洋动物等无脊椎动物中发现存在15不同类型的同系物。

由于Toll样受体通路在无脊椎动物天然免疫中的重要作用，科学家对其在水产养殖动物中的作用的研究日益增多，近年来，多种虾类的TLR基因相继被克隆，例如： 2007年Arts等人从斑节对虾中克隆到了对虾TLR基因[3，4]，发现该基因与昆虫的Toll1和Toll5有较高的同源性，而跟昆虫的Toll3和Toll4同源性较低，该基因在对虾的鳃、消化道和肝胰腺中持续表达。2012年Wang等人克隆了2个凡纳滨对虾TLR基因[5]。2008年Mekata等人从日本囊对虾中克隆到了TLR基因，他们发现日本囊对虾基因编码1009个氨基酸，在鳃、消化道、心脏、肝胰腺、血淋巴等组织均有表达，受肽聚糖刺激后高表达[6]。2008年Yang等人则克隆了中国明对虾TLR基因[7]。其中日本囊对虾已报道2种Toll样受体基因[6]，凡纳滨对虾中已发现3种不同类型Toll样受体基因[4，5]。Wang等研究发现，白斑综合症病毒感染可以引起凡纳滨对虾鳃部LvToll1、LvToll2和LvToll3基因的表达显著升高，而感染溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)只能引起鳃中LvToll1基因的表达显著升高[5]。我国对虾免疫研究先驱之一的中山大学何建国教授等对对虾Toll通路相关蛋白开展了多方研究，包括信号通路相关基因的克隆和表达调控，如对虾TLR基因、Myd88、NF-kB的克隆和分子特性研究，2007年他们在世界上首次从南美白对虾中克隆到对虾TLR基因，发现对虾的TLR有926个氨基酸残基，具有与果蝇的TLR相似的LRR结构域和TIR结构域，对虾的TLR在对虾组织中广泛表达。随后他们的研究发现，对虾通过IKK、NF-KB通路调节抗菌肽的表达，同时该通路可能会被对虾白斑病毒挟持，用于病毒的扩增。他们的研究还发现，对虾中存在多种MyD88分子[8-10]。这些研究成果主要集中在基因的克隆和蛋白质分子结构特征分析上，为无脊椎动物的天然免疫研究积累了很好的基础。

2010年以后，有关对虾Toll通路的研究更多集中在Toll通路的调控机制和影响因素上，如上海海洋大学的黄旭雄教授、戴习林教授等人开展了营养因素对对虾Toll受体的影响研究，他们的研究发现，饲料中铜水平对凡纳滨对虾鳃组织中Toll受体mRNA表达水平有显著影响[11-13]。中国水产科学研究院的宋晓玲等人则探讨了益生菌对对虾Toll受体表达的影响，结果表明饲料中添加地衣芽孢杆菌可有效提高Toll受体(Toll receptor) mRNA的相对表达量[14]。Deepika等人的研究发现，WSSV感染引起斑节对虾Toll通路的TLR，MyD88，TRAF6转录上调，且持续时间长达72小时[15]。Liu，Huo等人通过RNAi方法，分析了南美白对虾Toll通路的免疫应答情况，发现敲降对虾TLR表达导致对虾抗菌肽表达下降，降低对虾抗感染的能力[16，17]。

TLRs信号通路的激活可以诱导强烈的免疫应答，有利于机体抵抗病原微生物的感染，另一方面，TLRs的过度活化可能导致炎性因子的过度表达，引起细胞凋亡与损伤。因此，TLRs信号通路的活化必须受到严密的控制并需要相应的负向调控机制以使机体处于一个相对稳定的状态。山东大学的王金星教授等人就发现β-Arrestins负调控对虾Toll通路，β-Arrestins 抑制对虾NF-KB的转录活性[18]。

这些人的研究成果，极大地丰富了对虾天然免疫知识，为对虾疾病防控积累了理论基础。但总体而言，国内外有关对虾Toll基因的研究刚刚起步，目前的成果主要集中在对虾Toll通路相关基因的克隆以及病原体对Toll通路的表达影响上，对于非生物因素对对虾Toll基因表达的影响以及影响机制，国内外并未有深入研究。

免疫反应不仅受生物体本身的基因调控，也受到生物体营养和环境因素的调控。Toll受体介导细胞启动先天免疫反应，对虾类Toll受体基因的表达水平可以在一定程度上反映机体的免疫灵敏性，研究对虾Toll通路的影响因素和调控机制，通过在养殖过程中控制这些影响因素来调控虾体免疫抗病机能，增强养殖对虾的身体素质，是一条防治虾类病害爆发的新途径，不仅可减少使用抗生素和化学药物，保护养殖环境，还能生产出绿色无公害水产食品，因而具有重要的理论价值和广阔的应用前景。

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10.3969/j.issn.1007-550X.2017.05.005

S917.4

A

1007-550X（2017）04-0040-03

国家自然科学基金项目（项目编号31470133）。

2017-04-06

蒙苗（1991-），男，壮族，广西梧州人，大学本科，主要研究方向：天然免疫研究。