研究室在环境科学与生态学Top期刊Science of the Total Environment（IF= 6.551）发表了题为“Crustacean hyperglycemic hormone (CHH) regulates the ammonia excretion and metabolism in white shrimp, Litopenaeus vannamei under ammonia-N stress”的最新研究成果（DOI：10.1016/j.scitotenv.2020.138128）。

氨氮（NH₃/NH₄⁺）是养殖水环境中最常见的污染源和应激源之一，严重威胁水生动物的存活和生长，甲壳动物营底栖生活，如何适应底栖水中高浓度氨氮尚不明确。甲壳动物的氨解毒代谢方式主要依赖于氨排出，此外，还报道了谷氨酰胺、尿酸和尿素的存在，这表明甲壳动物体内存在复杂的氨氮生理代谢过程，但尚不清楚氨排出和代谢的神经内分泌调控过程。

为解析凡纳滨对虾氨氮应激的适应性调控机制，论文采用RNA干扰技术研究了甲壳动物高血糖激素（CHH）在神经内分泌信号转导、氨排出和代谢等生理过程中的调控作用。实验中，对虾暴露于25mg/L NH₄Cl养殖水体中，注射20μg/尾CHH dsRNA，检测了72小时内相关因子变化情况。作者发现氨氮胁迫下对虾血淋巴氨含量升高，当CHH基因敲除后血淋巴氨含量进一步增加，说明CHH能够促进对虾氨排出。随后，通过检测神经内分泌因子、鳃细胞膜受体、蛋白激酶、核转录因子和效应蛋白探究了对虾神经内分泌氨排泄的细胞内信号转导途径，通过测定氨转运蛋白和相关酶活变化解析了对虾的离子通道、蛋白通道和胞吐排氨三种氨排出方式。结果显示CHH基因RNA干扰后，神经内分泌因子CHH、DA和Wnts水平显著下降，鳃细胞膜受体GC、DA1R、Frizzled和LRP 5/6的表达量也显著降低，而DA4R表达量显著升高，对应的鳃细胞内PKA和PKG含量显著降低，PKC含量显著升高，核转录因子（CREB和TCF）和效应蛋白（β-catenin、FXYD2和14-3-3）表达量显著下降。此外，鳃组织氨转运蛋白Na⁺/K⁺-ATPase（NKA）、K⁺通道、Rh蛋白、AQP、V-ATPase和VAMP水平显著降低，而Na⁺/H⁺交换体（NHE）和Na⁺/K⁺/2Cl^-共转运体（NKCC）显著升高。这些结果表明CHH主要通过PKA、PKC和PKG信号途径调节离子通道排氨，通过Wnt信号途径激活蛋白排氨，通过PKA信号途径诱导胞吐排氨。另外，通过检测谷氨酰胺、尿酸和尿素及相关酶活活性研究了对虾的氨代谢途径，发现对虾谷氨酰胺、尿酸和尿素水平分别随GDH/GS、XDH和精氨酸酶活性的升高而升高，说明CHH干扰后对虾氨排出受到抑制，氨代谢略有增强。该论文丰富了甲壳动物氨排泄和代谢的神经内分泌调控机制，为深入研究甲壳动物氨氮适应性生理机制奠定了基础。

研究室博士研究生张鑫为论文第一作者，潘鲁青教授为通讯作者。研究获得了山东省自然基金项目（ZR2016CM21）的资助。

图1：论文图片摘要

图2：对虾眼柄中CHH dsRNA干扰效率

图3：CHH-RNAi对氨氮胁迫下凡纳滨对虾血淋巴氨浓度的影响

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138128