客观日本

东京理科大学等从红毛蟹中发现血糖调节激素,有望作为促进生长、提升繁殖效率的新技术

2025年09月22日 生物医药

红毛蟹是冷水性大型蟹类,在日本广泛分布于鄂霍次克海至太平洋沿岸及日本海沿岸海域。它虽然作为北海道代表性重要水产物种,但捕捞量却在大幅减少。为此,北海道制定了仅允许捕捞甲长8厘米以上雄蟹的规定,以此推进资源恢复。即便在拥有喷火湾的长万部町这一北海道知名红毛蟹特产胜地,近年来红毛蟹的捕捞量也呈下降趋势。

以东京理科大学长万部校区的竹内谦教授为核心,广岛大学研究生院综合生命科学研究科的丰田贤治助教、神奈川大学的大平刚教授等人的红毛蟹研究团队,实施了明确红毛蟹生长及繁殖机制的研究项目。此次,团队发现了红毛蟹的血糖调节因子,相关研究成果已发表在期刊《General and Comparative Endocrinology》上。

title

图1 红毛蟹的复眼位于红箭头所示位置。(供图:广岛大学)

title

图2 红毛蟹窦腺提取物的反相液相色谱图

红毛蟹所属的十足目甲壳类(蟹、虾、寄居蟹的同类)具有支撑突出复眼的眼柄,其内部存在一种名为窦腺的激素合成与分泌组织。这种眼柄激素在繁殖、生长、体色调节等甲壳类的生长及繁殖过程中起着重要作用,正樱虾、日本囊对虾等重要水产物种的眼柄激素研究由来已久,但红毛蟹的眼柄激素研究还处于空白状态,受激素调控的生长与繁殖机制一直未被阐明。

研究团队从刚捕获的新鲜红毛蟹眼柄中摘取窦腺,并通过液相色谱法与RNA测序对眼柄激素进行了分析。此外,要查明分离纯化后眼柄激素的功能,必须使用活的红毛蟹进行活体实验。这是因为激素的功能与体内器官及代谢系统密切相关,要准确评估其功能,可观察全身反应的活体验证必不可少。红毛蟹的饲养需要配备可供给大量冷却海水的饲养设施,饲养本身就很困难。因此,作为使用活体红毛蟹进行实验的替代方法,研究团队使用了梭子蟹的一种——易于获取和饲养的远海梭子蟹实施了生理实验。

研究团队还将“探索与红毛蟹雌雄个体繁殖相关的激素”作为目的之一,分别从雌性和雄性的窦腺入手,推进了对眼柄激素的探索。窦腺提取物的反相液相色谱分析结果显示,雌雄个体眼柄激素的组成非常相似,并且在雌雄个体中共同检测到了两个大的峰值。从这些大峰值中提取其中一个,对其质量及氨基酸序列进行分析后,明确了该激素的性质。此外,通过RNA测序分析,该激素的碱基序列也得以阐明。

研究团队依据这些结果,推定这种激素是蟹、虾同类所共有的、具有维持血中葡萄糖浓度稳态作用的甲壳类高血糖激素(CHH),并将其命名为红毛蟹CHHa(EiCHHa)。CHH已被报告在其他甲壳类中具有升血糖作用,研究团队检验了EiCHHa是否也具有升血糖作用。不过,由于实验中使用活体红毛蟹存在难度,改用了与红毛蟹亲缘较近的物种、易于饲养的远海梭子蟹。

当切除双眼眼柄的远海梭子蟹经2天禁食饲养后,血糖值大幅下降。当向处于该状态的远海梭子蟹注射EiCHHa,结果发现2小时后血糖值大幅上升;而仅注射生理盐水的对照组则未观察到变化。由此表明,EiCHHa与其他CHH一样具有升血糖功能,且就红毛蟹的眼柄激素而言,可使用远海梭子蟹进行解析。

还有许多未知

红毛蟹的生长与繁殖机制仍笼罩在谜团中。此次研究成功整理了红毛蟹激素研究的基础信息,并建立了不依赖红毛蟹、使用远海梭子蟹的替代性生理实验方法。研究团队表示,今后将运用这些信息与实验技术,推动旨在促进红毛蟹生长、提高繁殖效率的新技术开发。

原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:General and Comparative Endocrinology
论文:Characterization of a crustacean hyperglycemic hormone of the horsehair crab Erimacrus isenbeckii
DOI:doi.org/10.1016/j.ygcen.2025.114777