Litopenaeus vannameiの血球における神経内分泌免疫制御ネットワークにおける新規プロテインキナーゼCの役割。インビトロでのアプローチ

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Fish Shellfish Immunol..2020 Jul;105:53-61. S1050-4648(20)30490-3. doi: 10.1016/j.fsi.2020.07.006.Epub 2020-07-06.

Litopenaeus vannameiの血球における神経内分泌免疫制御ネットワークにおける新規プロテインキナーゼCの役割。インビトロでのアプローチ

Role of novel protein kinase C in neuroendocrine-immune regulatory network in haemocytes of Litopenaeus vannamei: An in vitro approach.

Zhong-Wen Chang
Yi-Chun Yeh
Chin-Chyuan Chang

PMID: 32645515 DOI: 10.1016/j.fsi.2020.07.006.

抄録

エビは適応免疫系を持たず、主に細胞性および体液性の防御に依存しており、非自己物質の認識、排泄、下流の凝固には血球（脊椎動物の白血球に類似した機能を持つ）が関与している。さらに、ストレスによるカテコールアミン（CA）、生体アミン（BA）の一種であるカテコールアミン（CA）の放出と免疫応答の関連性がエビで検出されています。本研究では、ストレスによるカテコールアミン（CA）の放出と免疫応答の関連性を明らかにし、そのメカニズムを明らかにした。本研究では、LvnPKCのdsRNAとの共培養により、LvnPKCをサイレンシングした血球がプロフェノロキシダーゼ（proPO）や抗酸化系に特異的な免疫応答や貪食活性に及ぼす影響を解析した。さらに、血球のBA産生能を評価した。その結果、LvnPKCを欠損させた血球は、フェノールオキシダーゼやスーパーオキシドジスムターゼ活性、呼吸バースト、貪食活性に障害をもたらすことが明らかになった。また、チロシン、ドーパミン、ノルエピネフリン濃度、ドーパミンβ-水酸化酵素（DBH）活性、チロシン水酸化酵素、DOPA脱炭酸酵素、DBHの遺伝子発現にも同様の傾向が見られた。以上の結果から、血球の免疫能やBA生合成はLvPKCシグナル伝達を介して制御されていることが示唆され、血球における神経内分泌免疫制御ネットワークの存在が証明された。

Shrimp lack adaptive immune systems and mainly rely on the cellular and humoral defences, involving the haemocytes (functionally analogous to vertebrate leukocytes) in non-self matter recognition, elimination, and in downstream coagulation. Furthermore, the linkage between stress-induced catecholamine (CA), a class of biogenic amines (BAs), releasing and immunological responses has been detected in shrimp. Varied isotypes of protein kinase C (PKC) regulate multiple cellular processes following their specific location and distribution within the cells, and a novel PKC identified in Litopenaeus vannamei (termed as LvnPKC) is proposed to mediate signaling transduction of immunocompetence and BA biosynthesis. In the present study, we analyzed the effects of the LvnPKC-silenced haemocytes by co-incubating with its dsRNA on the immune responses specific to prophenoloxidase (proPO) and antioxidant systems as well as phagocytic activity. In addition, the capability of haemocytes to produce BAs was assessed. The results revealed that LvnPKC-silenced haemocytes can induce interference in phenoloxidase and superoxide dismutase activities, respiratory bursts, and phagocytic activity; meanwhile, the disturbed gene expressions of proPO activating enzyme, proPOII, lipopolysaccharide- and β-1,3-glucan-binding protein, and cytosolic manganese superoxide dismutase were detected. The same deviated pattern was observed in tyrosine, dopamine, and norepinephrine levels, and in dopamine β-hydroxylase (DBH) activity and gene expressions of tyrosine hydroxylase, DOPA decarboxylase, and DBH involving in BA biosynthesis. Taken together, these results suggest that the immunocompetence and BA biosynthesis of haemocytes can be mediated via LvPKC signaling transduction, which proved the presence of a neuroendocrine-immune regulatory network in haemocytes.