近日，中国海洋大学水产学院海水养殖教育部重点实验室陈慕雁教授团队在水产养殖领域顶尖综述期刊Reviews in Aquaculture发表了题为“Sea cucumber neuropeptides: bridging molecular insights towards aquaculture innovations”的综述文章。陈慕雁教授团队郑颖秋博士为第一作者，陈慕雁教授为通讯作者，2023级博士研究生刘化晨、澳大利亚阳光海岸大学Saowaros Suwansa-ard博士以及Scott F Cummins教授为该论文的共同作者。该论文综述了海参纲神经肽信号系统的多样性及信号通路，及其在摄食与生长、繁殖、再生、肌肉调控和运动、幼体发育等关键生物学过程中调控机制，提出了神经肽产业应用的理论框架，为后续基于神经肽视角的海参行为生理调控及其精准养殖调控策略提供了重要理论依据。
综述框架图
海参因其极高的经济价值在水产养殖领域备受瞩目。随着养殖规模的不断扩张，如何实现高效、绿色的精准养殖，是亟待突破的产业瓶颈。神经肽是调控动物行为及生理过程的关键因子，其进化起源可追溯至两侧对称动物的共同祖先。神经肽信号系统研究不仅有助于揭示其跨两侧对称动物的进化历程，同时，通过对其生理功能的精准表征，可为经济水生生物的精准养殖与产业应用提供科学的理论指导。
该综述系统总结了海参纲中已报道的、来自51个家族的69个神经肽前体（含假定前体），其中33个神经肽前体属于两侧对称动物神经肽家族，36个为棘皮动物特有神经肽。该综述明确了上述前体及成熟肽的拷贝数，及C/N末端修饰等序列特征。在受体研究方面，归纳了已鉴定的8个功能受体及其下游信号通路，包括刺参Luqin受体(AjLQR)、催产素/加压素型受体(AjVP/OTR)、促甲状腺激素释放激素受体(AjTRHR)、Kisspeptin型受体(AjKissR1/AjKissR2)、降钙素受体(AjCTR)、色素分散因子受体(AjPDFR1/AjPDFR2)。
海参纲物种神经肽前体序列特征
此外，作者从分子、个体及产业化三个维度，提出了一个涵盖功能解析、作用通路、剂量确定、安全评估及推广应用的神经肽应用理论框架。然而，面向规模化产业应用，仍有诸多关键问题亟待解决。例如，海参神经肽对生理过程和行为的调控作用未被全面表征，神经肽注射的长期生物学效应缺乏系统评估。同时，高昂的合成成本、制剂在储运及饲料添加过程中的稳定性不足，以及有限的物种普适性等问题，亦限制了神经肽在水产养殖中的可用性。未来研究应针对上述瓶颈开展协同攻关，以期实现神经肽在刺参精准养殖中的高效应用。
神经肽在海参养殖中应用的理论框架示意图
陈慕雁教授团队经10余年的摸索与研究，迄今为止已在eLife、ZoologicalResearch、BMC Biology、Aquaculture等国际知名期刊发表多篇关于棘皮动物神经肽研究的创新型成果。该综述论文建立在团队已发表的刺参神经肽研究成果基础上，彰显了团队在水生动物神经肽领域的影响力。论文以中国海洋大学水产学院海水养殖教育部重点实验室为第一单位，合作单位为澳大利亚阳光海岸大学。研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金资助。
论文链接：http://dx.doi.org/10.1111/raq.70163
