アカマダラハタ（Epinephelus akaara）由来のタンデムリピート型ガレクチン-8の分子特性と発現プロファイリング。抗菌、抗ウイルス、創傷治癒の可能性がある

Molecular characterization and expression profiling of tandem-repeat galectin-8 from red-spotted grouper (Epinephelus akaara): Potential antibacterial, antiviral, and wound healing activities.

抄録

ガレクチン-8は、典型的なβ-ガラクトシド結合型レクチンであり、主にパターン認識受容体や危険受容体として機能し、宿主の自然免疫系による病原体の認識に関与する。これまでにいくつかの魚類のガレクチンが同定されているが、ガレクチン-8の真核生物の免疫における役割はまだ完全には解明されていない。本研究では、アカマダラハタ(Epinephelus akaara)由来のガレクチン-8(EaGal8)の分子、転写、免疫関連機能を解析した。EaGal8のオープンリーディングフレームは960bpで、N-末端とC-末端の糖鎖認識ドメインに短いヒンジペプチドが結合した35kDaのタンパク質319アミノ酸をコードしていた。系統解析の結果、EaGal8はEpinephelus lanceolatusのガレクチン8様タンパク質と近縁であることがわかった。EaGal8は組織内でのユビキタスな発現を示すが、最も高い発現レベルは血液中で観察された。リポポリサッカライド、ポリ(I:C)、神経性壊死ウイルスなどの免疫賦活剤は、時間依存的にEaGal8の転写レベルを有意に上昇させた（p<0.05）。さらに、リコンビナントEaGal8(rEaGal8)は、7種類の糖質に対して濃度依存的に結合親和性を示した。さらに、rEaGal8は魚類の赤血球や、Streptococcus iniae、Streptococcus parauberis、Lactococcus garvieae、Escherichia coli、Edwardsiella tarda、Vibrio alginolyticus、Vibrio parahaemolyticus、Pseudomonas aeruginosaなどの数種のグラム陽性菌およびグラム陰性菌に強い凝集作用を示した。本研究では、ガレクチン-8の創傷治癒能力について、家禽類では初めて報告した。低濃度では、rEaGal8はin vitroで、FHM細胞の潜在的な創傷治癒反応を示した。このように、本研究はアカマダラハタの細菌やウイルス感染に対する自然免疫応答や創傷治癒におけるEaGal8の役割を補強するものである。

Galectin-8 is a typical β-galactoside binding lectin, which primarily functions as a pattern recognition receptor and/or danger receptor that is engaged in pathogen recognition by the host innate immune system. Although several fish galectins have been identified, the role of galectin-8 in teleost immunity is still not fully understood. In this study, molecular, transcriptional, and immune-related functions of galectin-8 (EaGal8) from red-spotted grouper (Epinephelus akaara) were analyzed. The open reading frame of EaGal8 comprised 960 bp encoding 319 amino acids of a ∼35 kDa protein, composed of the N- and C-terminal carbohydrate recognition domains joined by a short hinge peptide. Phylogenetic analysis revealed that EaGal8 was closely related to the Epinephelus lanceolatus galectin-8-like protein. Although EaGal8 showed ubiquitous tissue expression, the highest expression level was observed in the blood. Immunostimulants, including lipopolysaccharide, poly(I:C), and nervous necrosis virus, significantly upregulated the EaGal8 transcription level in a time-dependent manner (p < 0.05). Furthermore, recombinant EaGal8 (rEaGal8) showed a binding affinity toward seven different carbohydrates in a concentration-dependent manner. In addition, rEaGal8 caused strong agglutination of fish red blood cells and several gram-positive and gram-negative bacteria, including Streptococcus iniae, Streptococcus parauberis, Lactococcus garvieae, Escherichia coli, Edwardsiella tarda, Vibrio alginolyticus, Vibrio parahaemolyticus, and Pseudomonas aeruginosa. For the first time in teleosts, we report the wound healing ability of galectin-8 in this study. At low concentrations, rEaGal8 showed potential wound healing responses in FHM cells, in vitro. Thus, this study reinforces the role of EaGal8 in innate immune responses against bacterial and viral infections and wound healing in red-spotted grouper.