UuCTL6 是一种来自单带蛭（Urechis unicinctus）的新型 C 型凝集素，能够凝集多种细菌，并增强机体对细菌感染的免疫防御能力

《Developmental & Comparative Immunology》：UuCTL6, a novel C-type lectin of Urechis unicinctus, agglutinates various bacteria and promotes immune defense against bacterial infection

C型凝集素（CTLs）是环节动物先天免疫系统的关键模式识别受体（PRRs），本研究从中国黄海/渤海的乌贼（Urechis unicinctus）中鉴定并表征了新型CTL6（UuCTL6），其ORF包含1074bp编码358个氨基酸蛋白，含稳定二硫键的CRD结构。qPCR显示UuCTL6在健康个体的皮肤和肾管中高表达，感染弧菌后表达量在12-24小时达到峰值。重组蛋白rUuCTL6具有钙依赖性，对革兰氏正/阴性菌均显凝集活性，与四种多糖的亲和力呈剂量依赖关系，其中对肽聚糖（PGN）亲和力最高。功能实验证实rUuCTL6能增强血细胞ROS生成并加速弧菌清除，验证其作为PRR介导抗菌防御的核心作用。

　　

邱玉丽|史晨曦|高金瑞|秦新培|焦旭东|张健

中国烟台大学海洋学院

摘要

C型凝集素（CTLs）是无脊椎动物先天免疫系统中的关键模式识别受体（PRRs）。在这项研究中，我们从棘尾动物Urechis unicinctus中鉴定并表征了一种新的CTL，命名为UuCTL6，以阐明其在抗菌防御中的作用。序列分析显示，UuCTL6的开放阅读框（ORF）包含1074个碱基对，编码一个由358个氨基酸组成的多肽，其中包含一个通过两个二硫键稳定的保守碳水化合物识别域（CRD）。序列同一性分析表明，UuCTL6与其他物种的CTLs具有26.7%–31.6%的氨基酸序列同一性。定量实时PCR（qPCR）分析显示，在健康的U. unicinctus中，UuCTL6在所有检测的组织中都呈持续表达，其中皮肤中的表达水平最高，呼吸肠道中的表达水平最低。在受到Vibrio anguillarum感染后，UuCTL6的表达在感染后12–24小时（hpi）在皮肤、肾小管、体腔细胞和嗉囊中达到峰值。重组UuCTL6（rUuCTL6）对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌表现出钙依赖性的广谱结合能力，ELISA检测进一步显示其对四种微生物多糖具有剂量依赖性的结合能力，其中对PGN的亲和力最高，其次是LPS、LTA和甘露聚糖。功能分析表明，rUuCTL6显著增强了血细胞中活性氧（ROS）的产生，并加速了V. anguillarum从受感染的U. unicinctus中的清除，从而证实了其在病原体清除中的作用。综上所述，这些发现表明UuCTL6在U. unicinctus中作为关键的PRR，促进细菌识别和凝集，从而增强对病原体感染的先天免疫反应。

引言

先天免疫是多细胞生物抵御病原体入侵的主要防御机制。对于缺乏适应性免疫系统的无脊椎动物而言，先天免疫是它们生存和繁殖成功的关键防御机制（Kimbrell和Beutler，2001；Magnadottir，2006）。该系统的关键初始步骤涉及模式识别受体（PRRs）对病原体表面存在的保守病原体相关分子模式（PAMPs）的精确识别，如脂多糖（LPS）、肽聚糖（PGN）和β-1,3-葡聚糖（Prochazkova等人，2020；Chen等人，2025）。当PRRs与PAMPs特异性结合时，会迅速启动先天免疫反应，包括抗菌肽（AMP）的合成、prophenoloxidase（proPO）系统的激活、吞噬作用、结节形成和包囊化（Palm和Medzhitov，2009；Yuki和Koutsogiannaki，2021；Carroll等人，2024）。作为高度代表性的PRR超家族，C型凝集素（CTLs）表现出显著的分子多样性和广泛的功能多样性，成为无脊椎动物先天免疫中非自我识别和病原体清除的关键介质（Li和Underhill，2020；Scur等人，2023）。

CTLs的一个特征性结构属性是存在一个或多个碳水化合物识别域（CRDs）。典型的CRD由110-130个氨基酸残基组成，形成一个由两个保守的二硫键稳定的双环构象（Mayer等人，2017；Brown等人，2018）。每个CRD包含四个Ca²⁺结合位点，其中位点2直接介导碳水化合物结合活性。该位点内的保守氨基酸基序决定了糖结合特异性：具有EPN（Glu-Pro-Asn）基序的CTLs优先结合甘露糖类糖，而具有QPD（Gln-Pro-Asp）基序的CTLs对半乳糖及其衍生物表现出亲和力（Weis等人，1998；Zelensky和Gready，2005；Drickamer和Taylor，2015）。此外，在无脊椎动物CTLs中发现的变异基序（如EPD、EPS、QPS、YPT）扩展了它们的配体识别能力（Wang等人，2011；Wang和Wang，2013）。CRD拷贝数和基序多样性的物种特异性变化共同构成了CTL的结构复杂性，从而使其能够参与广泛的免疫过程。

最近对来自海洋无脊椎动物的CTLs的研究在免疫学和水产养殖领域引起了极大的兴趣。这些研究逐步阐明了CTLs在各种分类群中的多样性和特定免疫功能，包括软体动物、甲壳动物和棘皮动物（Lai等人，2013；Wang等人，2018；Unno等人，2019）。例如，在软体动物中，Chlamys farreri的CfLec-1可以凝集并抑制Escherichia coli和Micrococcus luteus（Zhang等人，2009），而Haliotis discus hannai的AbCTLD介导Ca²⁺依赖性的细菌凝集并表现出抗菌活性（Choi等人，2022），Venerupis philippinarum的VpClec-1/-2增强了血细胞的吞噬作用和包囊化（Zhang等人，2019）。在甲壳动物中，Litopenaeus vannamei的lvCTL4通过NF-κB信号通路参与调节抗菌免疫（Li等人，2015），Exopalaemon carinicauda的EcTR-CTL通过长串联重复序列结合病原体，随后调节AMP的合成（Cui等人，2024）；Macrobrachium nipponense的Mn-clip-Lec激活proPO系统和AMP表达（Ren和Huang，2024）。在棘皮动物中，Apostichopus japonicus的AjCTL-1通过PGN结合凝集细菌并增强体腔细胞的吞噬作用（Wei等人，2015）。总体而言，这些发现突显了海洋无脊椎动物CTLs在广谱病原体识别、细菌凝集和免疫调节中的关键作用。

Urechis unicinctus是一种属于棘尾动物门的底栖海洋无脊椎动物，原产于中国黄海和渤海的沿海水域。作为一种具有经济价值的水产养殖物种，它因其嫩肉和丰富的营养价值而备受重视（Zhang等人，2021；Cheng等人，2024）。由于栖息在微生物丰富的沉积环境中，U. unicinctus进化出了强大的先天免疫系统（Dong等人，2024）。先前的研究已经鉴定出几种与免疫相关的分子，包括溶菌酶（Oh等人，2018）和胸腺素-β12（Zhang等人，2020），这些分子具有显著的抗菌特性，此外还有来自血红蛋白的抗菌肽（Niu和Chen，2016）。此外，从其内脏中提取的肽具有强大的抗氧化活性（Li等人，2022）。然而，对其PRR家族的研究仍然有限，迄今为止尚未有CTLs的功能表征。

生物信息学分析在U. unicinctus基因组中鉴定出多个CTL基因（Niu和Chen，2016），但这些基因的蛋白质表达谱、病原体识别机制和免疫调节功能仍有待研究。鉴于CTLs在水生无脊椎动物中作为病原体识别和免疫激活的关键介质的保守作用，对U. unicinctus CTLs的功能表征将显著增强我们对棘尾动物免疫生物学的理解，并为开发有效的水产养殖疾病控制策略提供宝贵的见解。

实验部分

伦理声明

所有使用活体的实验均严格遵循山东省颁布的《实验动物管理条例》进行。所有涉及活体的实验方案均获得了烟台大学伦理委员会的批准。

实验动物

健康的U. unicinctus个体，平均体重为20.12 ± 3.31克，体长为13.50至16.20厘米，购自山东莱州的商业水产养殖场

U. unicinctus的形态学概述

本研究中使用的U. unicinctus标本具有细长的蠕虫状身体，质地柔软，表皮表面光滑（图1A）。解剖显示其内部解剖结构保存完好，包括口腔、咽部、食道、嗉囊、中肠、呼吸肠道、直肠、肛门囊、肾小管和皮肤等关键结构（图1B）。这些器官完整的整体解剖结构和独特的空间组织共同构成了其强大的形态学基础

讨论

C型凝集素（CTLs）是一类庞大且进化多样的模式识别受体（PRRs）超家族，在无脊椎动物和脊椎动物的先天免疫系统中发挥着关键作用。这些受体有助于识别病原体相关的分子模式（PAMPs），从而启动并协调后续的免疫防御反应（Scur等人，2023；Miyake，2025）。作为典型的海洋无脊椎动物，U. unicinctus进化出了特定的

CRediT作者贡献声明

秦新培：研究、数据分析。焦旭东：监督、资源获取、资金筹措。张健：写作——审稿与编辑、资金筹措、概念构思。邱玉丽：写作——初稿撰写、方法学研究、数据管理。史晨曦：研究、数据管理。高金瑞：方法学研究

未引用参考文献

Ganguly和Madan，2016；Wei等人，2012；Zhang等人，2020。

致谢

本工作得到了山东省水生种子产业领军企业培育项目（202351-21）、烟台市水生种子产业改进项目（20241230）以及烟台市“双百计划”蓝色产业领军人才项目（202518-01）的支持。