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神经递质作为机体神经内分泌免疫调节网络中的重要“信使”,不仅能够作用于神经细胞传导兴奋,也可以作用于免疫细胞发挥免疫调节作用。近些年,随着神经与免疫系统共同进化起源理论的提出,无脊椎动物神经递质的免疫调控作用逐渐受到人们重视。目前无脊椎动物单胺类、神经肽类以及胆碱类神经递质免疫调控作用的研究已有了部分进展,但氨基酸类神经递质的免疫调控作用却鲜有报道。本研究以长牡蛎为研究对象,采用分子生物学、细胞生物学、免疫学等研究手段,选取两种经典氨基酸类神经递质谷氨酸(glutamic acid,Glu)和γ-氨基丁酸(y-aminobutyric acid, GABA),检测了二者在免疫应答中的动态变化过程,分析了调节二者间代谢平衡的关键限速酶谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase, GAD)的分布特征及其表达模式,并进一步探讨了Glu 和 GABA的免疫调控作用。LPS刺激后的长牡蛎血清中Glu和GAB A含量分别呈现6h上升、48 h下降和6h下降、48h上升的拮抗变化趋势。通过基因组学分析发现,长牡蛎体内存在一个调节二者间代谢转化的关键限速酶GAD(命名为CgGAD),其cDNA全长1689 bp,能编码一条含有pyridoxal依赖的典型脱羧酶结构域的多肽链。利用转染技术将CgGAD基因转染至HEK293细胞后,CgGAD可以促进HEK293细胞中GABA的合成。(CgGAD mRNA及蛋白主要在神经节和血细胞中表达,且其在血细胞中的表达量显著高于神经节,并主要表达在无吞噬能力的颗粒细胞中。CgGAD mRNA表达水平在LPS刺激后呈现先下降后上升的趋势,与GABA浓度变化趋势相一致。LPS或GAB A刺激能显著影响长牡蛎体液免疫及细胞免疫水平变化。LPS (LPS+PBS)刺激后,长牡蛎血细胞中的促炎因子CgIL-17、CgTNF和免疫效应因子CgSOD、CgBPI的 mRNA表达水平显著上升,NOS的蛋白活性显著提高,而在GABA(LPS+GABA)刺激后,此上升趋势被显著抑制。同时,LPS刺激还可以显著诱导长牡蛎血细胞吞噬能力和凋亡水平的增加,而GABA刺激(LPS+GABA)则在免疫应答后期显著抑制了细胞吞噬和凋亡作用的发生。此外,与LPS刺激组相比,GABA+LPS刺激能显著抑制原代培养血细胞内Ca2+浓度和ROS水平的升高,而分别加入A型或B型GABA受体抑制剂后,这种抑制作用消失。LPS或Glu刺激均能引起原代培养长牡蛎血细胞内Ca2+浓度和ROS含量显著上升,并促进细胞凋亡的发生。而当Glu与其三种类型受体抑制剂(NMDA型、AMPA型及代谢型)共同刺激时,三种类型受体抑制剂均能在不同时间段显著抑制细胞内Ca2+浓度和细胞凋亡率的上升。上述结果表明,CgGAD作为GABA合成酶,能调节免疫应答中Glu及GABA的动态平衡,参与到长牡蛎神经内分泌免疫调控过程,同时作为GABA能神经系统的分子标记,主要在长牡蛎血细胞中表达,为神经系统和免疫系统的共同进化起源提供了新证据。此外,血清中Glu与GABA含量在免疫应答中表现出拮抗变化趋势,并分别通过血细胞表面不同受体作用于免疫系统,作为免疫激活型和免疫抑制型神经递质,以“一正一负”的调控模式发挥作用,从而维持机体内的免疫稳态。