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甲壳动物抗菌肽研究现状及前景1 赵大显，张浩，吴萍，陈立侨 华东师范大学生命科学学院，上海 （200062 ） E-mail ：Lqchen@ 摘 要：抗菌肽是一种具有抗菌活性的生物短肽，广泛存在于生物界中，是动物非特异性免疫 系统的重要组成部分。本文主要介绍了甲壳动物抗菌肽的来源和种类、基因克隆和表达调控等 方面的研究概况，并分析了其在水产养殖中的应用前景及存在的问题。 关键词：抗菌肽；甲壳动物；免疫系统 甲壳动物养殖在全世界水产养殖业中占有极其重要的地位，2004年，在世界水产品生产总 值中，甲壳动物总重量虽仅占6.19 % （约3.68 百万吨），但总价值中却占到了20.4 % （约1.44 百 亿美元）[1] 。伴随着养殖业的迅猛发展，甲壳动物的病害也呈上升趋势，由细菌、病毒等引起 的病害往往造成严重的经济损失[2-5]，甲壳动物的病害防治，至今仍是水产界面临的难题之一。 使用抗生素虽可部分地解决这一问题，但大量使用抗生素，会破坏养殖水环境和甲壳动物体内 的微生态平衡，导致某些病原体产生耐药性，进而对人类的健康构成潜在性威胁[6] 。因此，寻 求高效、环保的甲壳动物病害防治方法及防治药物，一直是人们努力的方向。近年来，随着甲 壳动物防卫机制研究的不断深人，采用免疫学方法防治甲壳动物病害不仅成为了可能，而且已 取得了初步的成效。 甲壳动物缺乏特异性的免疫系统，它们的免疫防御主要由细胞和体液免疫系统所组成，通 过血细胞或淋巴细胞的吞噬、包囊作用排除异己的微生物和病原体。抗菌肽(antimicrobial peptide ，AMP)作为其中一种免疫因子在生物中广泛存在，它是在外界条件刺激下，生物免疫防 御系统产生的一类对抗外源性病原体致病作用的具有免疫活性的多肽物质，是脊椎动物、无脊 椎动物和植物先天性免疫的关键因子，原核生物、动物、植物都可以产生由体内基因编码，在 特定细胞中合成的抗菌肽[7] [8] 。自Steiner等 在天蚕(Hyaophora cecropia) 中发现可诱导的抗菌肽至 今，已发现的抗菌肽种类超过700种[9] 。近年来，甲壳动物的抗菌肽已成为人们研究的又一热点。 [10-13]，在 已有研究结果表明，甲壳动物抗菌肽具有广谱抗细菌和抗真菌功能及独特的作用机理 医学和农业上具有潜在的应用价值，极有可能成为抗菌、抗病毒及抗肿瘤药物的新来源。本文 就其来源和种类、基因克隆和表达、分子文库建立等方面进行概要的综述，以期为甲壳动物免 疫学研究和甲壳动物病害防治提供参考。 1 甲壳动物抗菌肽的来源和种类 甲壳动物的抗菌肽大部分属于小分子肽，种类繁多，结构和组成也复杂多样。其来源主要 是甲壳纲的虾、蟹等。蟹类中，目前的研究大多集中在海水种类，但已报道的种类不多，研究 1本课题得到高等学校博士点专项基金(20040269011) ；上海市科委基础重大专项(06DJ14003) ；浙江省重大科技 攻关项目(2005C12006 －01，2006C12005) ；国家自然科学基金）部分的资助。 - 1 - [14] 的也不是很深入，而在淡水种类如中华绒螯蟹中还未见相关报道。Schnapp等 从青园蟹 (Carcinus maenas) 的血细胞中分离到3种具有杀菌作用的肽，属于crustins家族；Jayasankar等[15] 从锯缘青蟹[Scylla serrata (Forska1)]精液分离到一种能抑制常见海洋细菌，分子量为20 ku 的抗菌 肽。首次报道了无脊椎动物精液中含有抗菌肽。遗憾的是，没有进行序列测定的研究工作报道。 Kho