ステロイドホルモン20-ヒドロキシエクジソンは、Helicoverpa armigeraのCTL1を介した細胞免疫を促進する

Steroid hormone 20-hydroxyecdysone promotes CTL1-mediated cellular immunity in Helicoverpa armigera.

• Gui-Jie Wang
• Wen-Wen Wang
• Yu Liu
• Lian-Qin Chai
• Guo-Xiu Wang
• Xu-Sheng Liu
• Yu-Feng Wang
• Jia-Lin Wang

抄録

綿毛虫（Helicoverpa armigera）を含む多くの害虫に対する生物学的防除剤として、Ovomermermis sinensisなどの線虫類が使用されているが、宿主の強固な免疫系を考慮すると、O. sinensisの感染率が高い。しかし、宿主の頑健な免疫システムを考慮すると、O. sinensisの感染率は低いため、その普及には限界がある。そこで、私たちは、線虫に対する宿主の防御機構を理解するために、H. armigera血漿とインキュベートした後、O. sinensisの表面から溶出したO. sinensis結合タンパク質C型レクチン1（HaCTL1aまたはHaCTL1b）というO. sinensisの認識に関与するタンパク質を同定し、その特徴を明らかにしました。HaCTL1bは、以前に報告されたHaCTL1aタンパク質と相同性がある。HaCTL1は、血球に多く発現し、ステロイドホルモンである20-ヒドロキシエクジソンによって、エクジソン受容体（HaEcR）またはウルトラスピラクル（HaUSP）、またはその両方を介して誘導されることがわかった。また、HaCTL1タンパク質は、O. sinensisとの相互作用は確認されたが、蚊の寄生線虫であるRomanomomermis wuchangensisとの相互作用は確認されなかった。さらに、HaCTL1タンパク質はヘモセル内に分泌され、血球介在性のカプセル化と貪食を促進した。また、HaEcRやHaUSPをノックダウンすると、カプセル化やファゴサイトーシスが阻害された。このように、HaCTL1は寄生線虫に対する防御において細胞免疫を調節しているようであり、20-hydroxyecdysone-HaEcR-HaUSP複合体がその調節に関与していることが明らかになった。GRAPHICAL ABSTRACT：20Eシグナル伝達に伴うHaCTL1の誘導、それによって細胞免疫を促進するための提案されたモデル。20E-HaEcR-HaUSP複合体は、血球におけるHaCTL1の発現を誘導し、続いてHaCTL1のヘモコイルへの分泌を誘導する。その後、HaCTL1は病原体（寄生線虫や細菌など）を認識し、未知の血球受容体と相互作用し、カプセル化やファゴサイトーシスなどの細胞免疫反応を活性化する。

Mermithid nematodes, such as Ovomermis sinensis, are used as biological control agents against many insect pests, including cotton bollworm (Helicoverpa armigera). However, given the host's robust immune system, the infection rate of O. sinensis is low, thus restricting its widespread use. To understand the host defense mechanisms against mermithid nematodes, we identified and characterized a protein involved in the recognition of O. sinensis, the potential O. sinensis-binding protein C-type lectin 1 (HaCTL1a and/or HaCTL1b), which was eluted from the surface of O. sinensis after incubation with H. armigera plasma. HaCTL1b is homologous to the previously reported HaCTL1a protein. HaCTL1 was predominantly expressed in hemocytes and was induced by the steroid hormone 20-hydroxyecdysone through ecdysone receptor (HaEcR) or ultraspiracle (HaUSP), or both. Binding assays confirmed the interactions of the HaCTL1 proteins with O. sinensis but not with Romanomermis wuchangensis, a parasitic nematode of mosquito. Moreover, the HaCTL1 proteins were secreted into the hemocoel and promoted hemocyte-mediated encapsulation and phagocytosis. A knockdown of HaEcR and/or HaUSP resulted in compromised encapsulation and phagocytosis. Thus, HaCTL1 appears to modulate cellular immunity in the defense against parasitic nematodes, and the 20-hydroxyecdysone-HaEcR-HaUSP complex is involved in regulating the process. GRAPHICAL ABSTRACT: A proposed model for the induction of HaCTL1 upon 20E signaling, thereby promoting cellular immunity. 20E-HaEcR-HaUSP complex induces the expression of HaCTL1 in hemocytes, followed by the secretion of HaCTL1 into the hemocoel. HaCTL1 then recognizes pathogens (such as parasitic nematodes and bacteria) and interacts with the unknown hemocytic receptor, which then activates cellular immune reactions such as encapsulation and phagocytosis.

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