甲状腺素系统是神经内分泌免疫调节网络中的重要组成部分，在脊椎动物的免疫调节和内稳态维持中发挥着重要作用。作为该系统中调节甲状腺素活性的关键分子，甲腺原氨酸脱碘酶对脊椎动物的免疫调节也发挥着重要的作用。目前甲状腺素系统的研究主要集中在脊椎动物中，无脊椎动物中的研究相对薄弱。本研究采用分子生物学技术以及部分生物信息学分析方法，对栉孔扇贝甲腺原氨酸脱碘酶基因进行克隆、结构和功能分析。从栉孔扇贝中克隆获得甲腺原氨酸脱碘酶基因CfDx，它的cDNA全长为1404bp，可编码含299个氨基酸的蛋白。在CfDx蛋白编码区内，有一个TGA终止子用于编码Sec硒氨酸，该区域是甲腺原氨酸脱碘酶基因的活性中心。CfDx与脊椎动物三种类型甲腺原氨酸脱碘酶氨基酸的相似性为19.1%-23.9%，与无脊椎动物海鞘甲腺原氨酸脱碘酶的相似性为27.3%。CfDx 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，其中在肝胰腺中表达量最高。LPS刺激栉孔扇贝后，血淋巴细胞中CfDx mRNA表达量显著上升，并在刺激后12小时达到最高值，为空白组的23.15倍（P <0.05）。LPS刺激诱导了扇贝血淋巴中三碘甲腺原氨酸（triiodothyronine, T3）表达水平的显著升高，在刺激后12小时达到最高值，而LPS刺激后扇贝血淋巴中四碘甲腺原氨酸（thyroxine,T4）表达水平未检测到显著变化。用dsRNA对栉孔扇贝血淋巴细胞中CfDx基因进行干扰后，CfDx mRNA的表达水平在干扰后36-72小时显著下降，干扰组扇贝血淋巴中的T4/T3的比值显著高于空白组和PBS对照组中的水平。上述研究结果表明栉孔扇贝甲腺原氨酸脱碘酶CfDx基因是甲状腺素神经内分泌调节系统中的关键酶，可调节甲状腺素由T4转化为T3。甲腺原氨酸脱碘酶CfDx基因在分子结构和功能上与脊椎动物甲腺原氨酸脱碘酶有一定相似性，可能是其在无脊椎动物中的一种原始形式。在免疫刺激下，甲腺原氨酸脱碘酶CfDx表达含量增多并转化生成更多的活性甲状腺素T3以激活免疫因子。上述研究结果加强了无脊椎动物甲状腺素神经内分泌系统的理论基础，也为无脊椎动物神经内分泌免疫调控网络的研究提供了新的证据。