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无脊椎动物缺少传统意义上的适应性免疫,但是具有快速高效的先天免疫系统,用来防御微生物的侵袭。由于病原微生物表面具有较为保守的病原相关分子模式(pathogen-associated molecule patterns, PAMPs),所以无脊椎动物的模式识别蛋白(pattern recognition receptors, PRRs)可通过PAMPs识别病原体并启动免疫反应。迄今为止,已经发现很多无脊椎动物的模式识别受体,本论文以中国明对虾和克氏原螯虾为材料,研究甲壳动物的一类模式识别受体：C-型凝集素,得到了如下结果：1.中国明对虾C-型凝集素Fc-Lec2的基因克隆与功能研究我们从中国明对虾肝胰腺克隆得到一种C-型凝集素Fc-Lec2。其cDNA全长1219bp,含有一个1002bp的开放阅读框,编码333个氨基酸。Fc-Lec2含有一个信号肽和两个不同的糖识别结构域(carbohydrate recognition domains, CRDs), CRD1含半乳糖特异性结合位点(QPD), CRD2则含甘露糖特异性位点(EPN)。Fc-Lec2主要在肝胰腺中表达,并且鳗弧菌(Vibrio anguillarum)和白斑综合症病毒(white spot syndrome virus, WSSV)的刺激会引起其上调表达。重组表达的成熟肽蛋白Fc-Lec2和两个单独的结构域不能够凝集细菌,但是能够在钙离子存在下凝集多种革兰氏阳性菌和阴性菌。他们对于细菌的结合则不需要钙离子的参与。全长蛋白Fc-Lec2和单独结构域相比,对于细菌和多糖的结合范围更广,结合活力更强。说明了具有双结构域C-型凝集素的两个CRD具有一定的协同作用,这些数据说明与单结构域的相比,双结构域的Fc-Lec2作为一个模式识别受体,通过结合细菌表面的多糖参与先天识别,从而启动对细菌感染进行免疫防御。2.克氏原螯虾C-型凝集素PcLecl的基因克隆与功能研究我们克隆得到一种新的来自克氏原螯虾的C-型凝集素,将其命名为PcLecl并对其功能做了系统性的研究。该C-型凝集素cDNA的开放阅读框共编码163个氨基酸,其中包括一段长度为17个氨基酸的信号肽以及紧随其后的一个糖识别结构域。在正常螯虾的众多组织中,PcLecl均有表达,但主要集中于肝胰腺和鳃中。PcLecl的表达水平在受到病原细菌如鳗弧菌和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的刺激之后均呈现上调趋势,在受到白斑综合症病毒的刺激之后,其表达水平在随后的72小时依然不断上升。重组PcLecl蛋白可以结合病原菌表面的多糖(肽聚糖peptidoglycan,脂磷壁酸lipoteichoic acid以及脂多糖lipopolysaccharide)以及八种革兰氏阳性菌和阴性菌。但是对于病原细菌没有明显的凝集作用。PcLecl可促进血细胞对于琼脂糖凝胶小珠(sepharose beads)的包被,而重组PcLecl蛋白的多克隆抗体对于包被具有明显的抑制作用。PcLecl可促进螯虾体内对于侵入的鳗弧菌的清除。这些结果表明PcLecl作为一种模式识别受体参与细胞免疫,并以调理素的角色促进细胞对于病原的包被和清除作用。2.克氏原螯虾含IG结构域的C-型凝集素(PcLec3)的基因克隆与功能研究我们对于一种来自于克氏原螯虾的C-型凝集素进行了研究,这种被命名为PcLec3的C-型凝集素cDNA的开放阅读框共编码252个氨基酸残基,其中包括一段长度为20个氨基酸残基的信号肽,一个Ig结构域以及一个糖识别结构域。该凝集素在血细胞和肝胰腺中特异性表达,鳗弧菌刺激后,会引起肝胰腺中PcLec3上调表达。我们分别表达了PcLec3全长,IG结构域以及糖识别结构域三个部分的重组蛋白,并对全长以及两个结构域的功能进行了系统性和比较性的探究。发现这三种蛋白无论全长还是单独的结构域,均具有多糖结合活性以及细菌结合活性。作为含有IG家族的凝集素,PcLec3具有细胞粘附分子的特征,并在血细胞对病原菌吞噬的过程中具有很强的促进能力。