神经内分泌免疫调节系统在脊椎动物的免疫调节和内稳态维持中发挥着重要作用,儿茶酚胺介导的神经内分泌免疫调节系统是其重要的组成部分。目前关于儿茶酚胺能神经内分泌免疫调节系统的报道主要来自于脊椎动物,而在无脊椎动物中的相关研究十分有限。本研究采取分子、细胞生物学等手段,初步探明了栉孔扇贝儿茶酚胺能神经内分泌系统的分子组成和基本特征及其在免疫应答中的激活机制,分析了儿茶酚胺能神经内分泌系统对扇贝免疫应答的调节方式,进而探讨了栉孔扇贝中功能性的儿茶酚胺能神经内分泌免疫调节系统。从栉孔扇贝中克隆获取了4个儿茶酚胺代谢相关酶基因和1个儿茶酚胺受体基因,分别是苯丙氨酸羟化酶（Phenylalanine hydroxylase, PAH）、多巴脱羧酶（Dopa decarboxylase, DDC）、多巴胺羟化酶（Dopamine beta hydroxylase, DBH）、单胺酶（Monoamine oxidase, MAO）和肾上腺素能受体（Adrenoceptor, ADR）。它们的cDNA全长分别为1573、2348、2302、1560和1462 bp,分别含有BiopterinH、PyridoxaldeC、Cu2monooxygen、Aminooxidase和7tm1特征结构域。这些基因的mRNA在血淋巴细胞、肝胰腺、肾脏、闭壳肌、外套膜、鳃和性腺中呈组成型表达。体外重组蛋白rCfPAH、rCfDDC和rCfMAO分别具有催化酪氨酸、多巴胺生成和儿茶酚胺分解的活性,rCfDDC还可调节扇贝血淋巴细胞的包囊化作用和ROS水平。鳗弧菌刺激后,栉孔扇贝血淋巴中超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase, SOD）、过氧化氢酶（Catalase, CAT）和溶菌酶（Lysozyme, LYZ）的活性,以及儿茶酚胺（去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺）的浓度都显著上升,同时血淋巴细胞中CfPAH、CfDDC、CfDBH、CfMAO和CfADR的mRNA表达水平也显著上升。将LPS与栉孔扇贝血淋巴体外孵育4小时后,血淋巴中TNF-α类分子的浓度显著上升至2.975±0.034 pg mL-1。利用人TNF-α处理栉孔扇贝后,血淋巴细胞中免疫相关酶基因（CfSOD、CfCAT和CfLYZ）和儿茶酚胺合成代谢相关酶基因（CfPAH、CfDDC和CfDBH）的表达水平都显著上升。CfDDC被干扰后,扇贝血淋巴细胞中免疫相关酶基因CfCAT、CfLYZ和CfSOD的mRNA表达水平显著低于对照组。CfMAO被干扰后,血淋巴细胞中CfSOD的mRNA表达水平显著低于对照组。去甲肾上腺素和肾上腺素处理栉孔扇贝后2小时,扇贝血淋巴中SOD、CAT和LYZ的活性均显著下降。当α和β型肾上腺素能受体拮抗剂处理后2小时,SOD和CAT的活性无显著变化,而LYZ的活性显著下降。上述研究结果表明,栉孔扇贝拥有了完整功能性的儿茶酚胺能神经内分泌免疫调节系统。在该调节系统中,扇贝免疫应答释放的类细胞因子能激活包括血淋巴细胞源儿茶酚胺系统在内的儿茶酚胺能神经内分泌系统。扇贝儿茶酚胺能神经内分泌系统被激活后能释放出儿茶酚胺,改变血淋巴中儿茶酚胺的浓度,并通过免疫细胞胞膜上的儿茶酚胺受体调节机体的免疫应答能力。
