Räumliche Metabolomik enthüllt die vielfältige Natur der Munddrüse des Neunauges und ihre vielfältigen Mechanismen für das Blut

Jun 19, 2023

Communications Biology Band 6, Artikelnummer: 881 (2023) Diesen Artikel zitieren

136 Zugriffe

2 Altmetrisch

Details zu den Metriken

Neunaugen sind blutsaugende Vampire in Meeresumgebungen. Aus der Überlebensperspektive wird erwartet, dass die Munddrüse des Neunauges über einen Vorrat an pharmakologisch aktiven Komponenten verfügt, um die Homöostase sowie die Entzündungs- und Immunreaktionen des Wirts zu modulieren. Durch die Analyse der Stoffwechselprofile von 14 verschiedenen Neunaugengeweben zeigen wir, dass zwei Gruppen von Metaboliten in der Munddrüse von Neunaugen, Prostaglandine und die Metaboliten des Kynurenin-Signalwegs, in den Wirtsfisch injiziert werden können, um die Bluternährung der Neunaugen zu unterstützen. Prostaglandine sind bekannte blutsaugende Metaboliten, die als Vasodilatatoren und Antikoagulanzien zur Aufrechterhaltung der Gefäßhomöostase wirken und an Entzündungsreaktionen beteiligt sind. Der vasomotorische Reaktivitätstest am Aortenring des Welses zeigte, dass Kynurenin auch die Blutgefäße des Wirtsfisches entspannen und so die Durchblutung des Wirtsfisches an der Bissstelle verbessern kann. Schließlich wurde eine Datenbank zur räumlichen Metabolomik von Neunaugen (https://www.lampreydb.com) erstellt, um Studien mit Neunaugen als Tiermodell zu unterstützen.

Neunaugen sind zusammen mit Schleimaalen die einzigen noch existierenden Abstammungslinien kieferloser Fische1,2. Immer mehr fossile Belege haben gezeigt, dass Neunaugen bereits im Devon fast identisch mit modernen erwachsenen Neunaugen waren, mit gut entwickelter Mundscheibe, Ringknorpeln und zirkumoralen Zähnen3,4,5,6, was auf die evolutionäre Langzeitstabilität von Neunaugen schließen lässt .

Neunaugen sind aalförmige Wassertiere. Einige Arten leben ihr gesamtes Leben im Süßwasser, wie zum Beispiel das Koreanische Neunauge (Eudontomyzon morii), während andere, darunter das Meerneunauge (Petromyzon marinus) und das Polarneunauge (Lethenteron camtschaticum), normalerweise zur Nahrungsaufnahme ins Meer wandern7. Der Lebenszyklus aller Neunaugen beginnt mit einer Süßwasserlarvenphase (auch Ammocoeten genannt), in der die Neunaugenlarven eingegraben im Substrat von Bachläufen als Filterfresser leben. Nach etwa 3–7 Jahren oder länger5,8 vollenden alle Neunaugen ihre Metamorphose in jugendliche Neunaugen mit ihrer charakteristischen Mundscheibe und dolchartigen Zunge. Bei parasitischen Neunaugenarten werden die Mundscheibe und die dolchartige Zunge dazu verwendet, sich an der Haut der Fische festzusetzen und diese zu durchbohren, damit sie Blut aufnehmen können9. Nach einem Jahr oder länger werden die jungen Neunaugen zu geschlechtsreifen Erwachsenen, die keine Nahrung mehr aufnehmen. Im Gegensatz dazu nehmen die nichtparasitären Neunaugen nach Abschluss der Metamorphose keine Nahrung mehr auf10,11,12. Im letzten Stadium kehren die erwachsenen Neunaugen zum Laichen ins Süßwasser zurück und sterben7,13.

Derzeit sind 40 Neunaugenarten für die vorhandenen Neunaugen bekannt, von denen 18 Arten parasitisch sind14. Fast alle blutsaugenden Tiere sind Wirbellose, wie Flöhe, Zecken, Blutegel und Mücken, und Neunaugen sind eine der wenigen Gruppen von Wirbeltier-Ektoparasiten15. Parasitäre Neunaugen heften sich normalerweise über ihre saugnapfartige Mundscheibe an die Körperoberfläche des Wirts, rasen mit einem zungenartigen Kolben, dessen Spitze mit Zähnchen versehen ist, die die Schneidkanten bilden, ein Loch in die Haut und saugen tagelang das Blut des Wirts . Daher müssen parasitäre Neunaugen die Immunantwort (die zu Juckreiz oder Schmerzen führen und somit Abwehrverhalten bei ihren Wirten auslösen kann), die nozizeptive Reaktion (die Abwehrverhalten des Wirts auslösen kann) und die Hämostase (die Mechanismen der Wirbeltiere, die Blutverlust verhindern) unterdrücken. des Wirts, um eine erfolgreiche und langfristige Bluternährung sicherzustellen. Umfangreiche Studien haben gezeigt, dass die Munddrüse des Neunauges verschiedene Proteine ​​absondert, die als Antikoagulanzien, Ionenkanalblocker und Immunsuppressoren fungieren7,15,16. Metaboliten (kleine Moleküle, die als Zwischen- oder Endprodukte des Zellstoffwechsels fungieren) in den Sekreten der Munddrüsen wurden jedoch nie im Detail untersucht. Aufgrund ihrer einzigartigen phylogenetischen Position und ihres Status als eine der wenigen Gruppen von Wirbeltier-Ektoparasiten wird erwartet, dass Neunaugen bestimmte Metaboliten entwickelt haben, die speziell für die Bluternährung und den Parasitismus geeignet sind. Der Nachweis und die Identifizierung dieser Metaboliten wird unser Verständnis darüber verbessern, wie Neunaugen Blut aufnehmen, und neue Einblicke in die Entwicklung wirksamer Medikamente zur Entzündungshemmung und Schmerzlinderung liefern. Zu diesem Zweck haben wir eine räumliche Metabolomanalyse von 14 verschiedenen Neunaugengeweben durchgeführt. Die Munddrüse des Neunauges wurde besonders untersucht, da es sich um ein blutsaugendes Organ handelt und in der Munddrüse ein unerwartet reichhaltiges und einzigartiges Stoffwechselprofil festgestellt wurde. Schließlich haben wir eine Datenbank zur räumlichen Metabolomik von Neunaugen erstellt, um Studien in den Bereichen Biochemie, klinische Chemie, Naturstoffentdeckung, Medizin und Metabolomik unter Verwendung von Neunaugen als Modelltier zu erleichtern.

Das Polarneunauge (Lethenteron camtschaticum) wurde während seiner erwachsenen Laichwanderungsphase gesammelt, wenn es nicht mehr frisst. Vierzehn Neunauge-Gewebe, nämlich Herz, Leber, Niere, Gehirn, Supraneuralkörperchen, Muskel, Darm, Kiemen, Auge, Hoden, Eierstock, Munddrüse, Blut und Chorda dorsalis, wurden sorgfältig präpariert und einer ungezielten Metabolomik mittels Flüssigchromatographie-Masse unterzogen Spektrometrie (LCMS) (Abb. 1a). Die Rohdatenqualität und die Variation zwischen den Chargen wurden an 5 gepoolten Qualitätskontrollproben (QC) bewertet, die sowohl im positiven als auch im negativen Ionenmodus erhalten wurden (Ergänzungsdaten 1 und 2). Darüber hinaus wurde ein interner Standard (IS), 2-Chlor-L-phenylalanin, zur schnellen Bewertung der Variation zwischen Chargen verwendet, und das Ergebnis bestätigte eine gute Reproduzierbarkeit innerhalb der Proben (Abb. 1c).

a Anatomische Darstellung der 14 Neunauge-Gewebe, die einer Metabolomics-Analyse unterzogen wurden. Jedes Gewebe hat eine einzigartige Abkürzung und wird in allen Figuren einheitlich gehalten. b Balkendiagramm, das die Anzahl eindeutiger Massenmerkmale vor und nach der Datenbereinigung im positiven und negativen Ionenmodus zeigt. c Liniendiagramme, die die log10-transformierten Peakflächenschwankungen des internen Standards 4-Chlor-L-phenylalanin zeigen, die im positiven bzw. negativen Ionenmodus nachgewiesen wurden (n = 3 für jedes Gewebe). Die rote gestrichelte Linie stellt die mittlere Peakfläche aller Proben dar, und die grauen gestrichelten Linien stellen die mittlere Peakfläche ±5 % der mittleren Peakfläche dar. d Zusammenfassung der insgesamt identifizierten Metaboliten in verschiedenen Neunaugengeweben. Pi-Diagramm, das den Prozentsatz der identifizierten Metaboliten zeigt, die zu verschiedenen chemischen Klassen gehören. Histogramm, das die Verteilung chemischer Klassen entlang des Massenbereichs zeigt. Jede chemische Klasse wird durch einen eindeutigen Farbcode dargestellt.

Insgesamt wurden 6568 bzw. 3143 einzigartige Merkmale im positiven bzw. negativen Ionenmodus nachgewiesen (Abb. 1b). Anschließend wurde eine Datenbereinigung durchgeführt, um instabile Massenmerkmale ohne MS2-Spektrum und Merkmale mit falschem MS2-Spektrum (dh es wurde das falsche Vorläuferion für die Fragmentierung ausgewählt) zu entfernen. Die resultierenden Massenmerkmale 2621 (positiver Ionenmodus) und 1835 (negativer Ionenmodus) wurden für die anschließende Metabolitenidentifizierung und statistische Analyse belassen (Abb. 1b). Vorläufige und mutmaßliche Metabolitenanmerkungen wurden auf der Grundlage genauer Massenmessungen, der Ähnlichkeit der Isotopenverteilung und der manuellen Bewertung der Übereinstimmung des Fragmentierungsspektrums (falls zutreffend) mit unserer internen Datenbank (~3600 Standards) und mzCloud (https://www.mzcloud) durchgeführt .org), die Human Metabolome Database (https://hmdb.ca)17 und Lipid Map (https://www.lipidmaps.org)18 sowie alle öffentlichen MS-DIAL-Datenbanken19,20. Dieser Schritt führte zum Nachweis einer großen Vielfalt an Metabolitenklassen im Neunauge; Unter ihnen waren Carbonsäuren und ihre Derivate die am häufigsten vorkommende Klasse (Abb. 1d).

Zur ersten Untersuchung der Stoffwechselprofile verschiedener Neunauge-Gewebe wurde die Hauptkomponentenanalyse (PCA) eingesetzt. Die PCA-Score-Diagramme sowohl aus positiven als auch negativen Ionenmodusdaten zeigten, dass die Munddrüse weit von allen anderen Geweben entfernt war (Abb. 2a), was darauf hindeutet, dass die Munddrüse ein ausgeprägtes Stoffwechselprofil aufwies. Die hierarchische Clustering-Heatmap zeigte, dass ein Drittel der Massenmerkmale in der Munddrüse im positiven Ionenmodus sehr häufig vorkamen (Abb. 2b) und dass mehr als die Hälfte der Merkmale in der Munddrüse im negativen Ionenmodus angereichert waren (Abb. 2b). Weitere statistische Analysen zeigten eine signifikante Anreicherung von Metaboliten in der Munddrüse. Beispielsweise wurden 127 und 182 Massenmerkmale in der Munddrüse über 1000-mal höher gefunden als in allen anderen 13 Geweben (FDR-bereinigter p-Wert < 0,001) im positiven bzw. negativen Ionenmodus. Es ist erwähnenswert, dass es aufgrund der Unterschiede in den gewebespezifischen Matrixeffekten normalerweise nicht einfach ist, die Stoffwechselprofile verschiedener Gewebe direkt zu vergleichen21,22. Der gleiche Nachweis des internen Standards (IS, 4-Chlor-L-phenylalanin) in verschiedenen Gewebegruppen kann jedoch darauf hindeuten, dass die Unterschiede in den gewebespezifischen Matrixeffekten in unserer Studie nicht signifikant sind (Abb. 1c). Dennoch besteht unser Ziel hier nicht darin, Biomarker zu identifizieren, um die Munddrüse von anderen Neunaugengeweben zu unterscheiden. Stattdessen möchten wir hier Neunaugen-spezifische Metaboliten der Mundschleimhaut nachweisen.

Ein PCA-Score stellt die Stoffwechselprofile dar, die im positiven bzw. negativen Ionenmodus erfasst wurden (n = 3 für jedes Gewebe, außer n = 5 für QC-Proben). b Hierarchische Cluster-Heatmaps der Stoffwechselprofile, die im positiven bzw. negativen Ionenmodus erfasst wurden (n = 3 für jedes Gewebe, außer n = 5 für QC-Proben). Jede Zeile repräsentiert eine Probe und jede Spalte repräsentiert einen Metaboliten. Jede farbige Zelle (rot höher, blau unten) auf der Karte entspricht einem Z-Score-normalisierten Massenmerkmal.

Es ist bekannt, dass parasitäre Neunaugen während der Nahrungsaufnahme ihrer Wirte Proteine ​​mit gerinnungshemmender und gefäßerweiternder Wirkung aus den Munddrüsen absondern13. Es wurden intensive Studien durchgeführt, um die Funktionen dieser Proteine ​​zu erkennen, zu identifizieren und zu untersuchen7,13,15,16. Im Gegensatz dazu gab es überraschend wenige Studien zu kleinen Molekülen in den Munddrüsen des Neunauges23. In Anbetracht der reichhaltigen und einzigartigen Stoffwechselprofile der Munddrüse und ihrer wichtigen biologischen Funktion zur Förderung des Blutflusses vom Wirt zum Parasiten haben wir uns daher in den nachfolgenden Studien auf die Munddrüse konzentriert, um den blutsaugenden Mechanismus des Neunauges an der funktionellen Stelle zu untersuchen Stoffwechselebene.

Insgesamt wurden mehr als 1500 Massenmerkmale in großer Häufigkeit in der Munddrüse des Neunauges gefunden (FC > = 10 und FDR-bereinigter p-Wert < 0,05). Unter ihnen wurden vorläufig 272 identifiziert und sie gehörten zu über 30 verschiedenen chemischen Klassen, wie z. B. Fettacylen, Steroiden und Steroidderivaten. Diese bukkalen Drüsen-spezifischen Massenmerkmale sind perfekte Kandidaten für das Screening blutsaugender Metaboliten. Bemerkenswerterweise wurde ein vollständiger Kynurenin-Weg (KP) in der Munddrüse nachgewiesen (Abb. 3a). Das MS/MS-Spektrum jedes KP-Signalweg-Metaboliten, Anmerkungen zu seinen Hauptfragmenten und Head-to-Tail-Bibliotheksübereinstimmungsdiagramme sind in den ergänzenden Abbildungen dargestellt. 1–6. Wie aus der anatomischen Heatmap deutlich hervorgeht, akkumulierten die meisten KP-Metaboliten ausschließlich in der Munddrüse (Abb. 3a, b). Beispielsweise wurde N-Formylkynurenin in der Munddrüse im Vergleich zu allen anderen 13 Geweben zwischen 229,0 und 14676,9-mal höher gefunden, und Kynurenin war in der Munddrüse zwischen 27355 und 46627,6-mal höher (Abb. 3a). Darüber hinaus wurde auch ein für die Munddrüse des Neunauges spezifischer KP-Signalweg-Metabolit, nämlich 3-Hydroxykynurenin-O-sulfat, identifiziert, dessen Faltungswerte in der Munddrüse im Vergleich zu anderen Geweben zwischen 2713,2 und 47791,6 lagen (Abb. 3a). Obwohl seine Funktion noch unklar ist, deutet der Nachweis von 3-Hydroxykynurenin-O-sulfat bei anderen blutsaugenden Insekten, wie Rhodnius prolixus24, darauf hin, dass es sich um einen Metaboliten handeln könnte, der mit der Blutfütterung in Zusammenhang steht. Die Geschwindigkeit des KP wird durch seine ersten Enzyme, Tryptophan-2,3-Dioxygenase (TDO) und Indoleamin-2,3-Dioxygenase (IDO), begrenzt, die Tryptophan in N-Formylkynurenin umwandeln25,26 (Abb. 3a). Die Expressionsniveaus der beiden Hauptgene wurden durch quantitative Echtzeit-PCR (qPCR) untersucht und das Ergebnis zeigte, dass TDO in der Munddrüse stark exprimiert wurde, während IDO hauptsächlich in der Leber vorkam (Abb. 3c).

a Schematische Darstellung des Kynurenin-Signalwegs (KP). Der Fold Change (FC)-Wert wurde für jeden Metaboliten im Weg berechnet, indem die in der Munddrüse nachgewiesene Peakfläche dieses Metaboliten durch die in allen anderen Neunaugengeweben dividiert wurde (QC-Proben wurden ausgeschlossen). Der FC-Wertebereich wurde dann unter jedem Metabolitennamen angezeigt. Die chemische Struktur von 3-Hydroxykynurenin-O-sulfat, einem Neunaugen-spezifischen KP-Metaboliten, wurde im Pfad gezeigt. b Für KP-Metaboliten wurden vier einzigartige räumliche Verteilungsmuster festgestellt. L-Tryptophan wurde in der Chorda dorsalis (violett eingekreist) angesammelt; Chinolinsäure wurde hauptsächlich in der Munddrüse und der Leber des Neunauges gefunden (orange eingekreist); Pipekolsäure war in der Niere häufiger anzutreffen (grün eingekreist); und alle übrigen KP-Metaboliten wurden ausschließlich in der Munddrüse des Neunauges angesammelt (blau eingekreist). c die relative Expression von Tryptophan-2,3-Dioxygenase (TDO) und Indoleamin-2,3-Dioxygenase (IDO) in verschiedenen Neunaugengeweben. Die Gewebeabkürzungen sind die gleichen wie in Abb. 1a. d Balkendiagramm, das die Veränderungen im Blutgefäßdurchmesser von Welsen bei Behandlungen mit unterschiedlichen Konzentrationen von Kynurenin zeigt. Die Daten werden als Mittelwert ± SD (n = 3) angezeigt. Die repräsentativen Abbildungen der Einfügung sind die optischen Bilder von Welsblutgefäßen vor und nach der Behandlung mit Kynurenin. Sternchen kennzeichnen signifikante Unterschiede (*p < 0,05; ***p < 0,001; Wilcoxon-Signed-Rank-Test) zwischen mit Kynurenin behandelten und mit PBS behandelten (Kontroll-)Blutgefäßen. e Ein submolekulares Netzwerk von Prostaglandinen wurde in der Munddrüse des Neunauges nachgewiesen. Chemische Strukturen der 4 identifizierten Prostaglandine wurden angezeigt. Der Fold Change (FC)-Wertebereich jedes Prostaglandins wurde auf die gleiche Weise wie in Abb. 3a beschrieben berechnet. Der graue Knoten stellt nicht identifizierte Massenpeaks oder In-Source-Fragmente der identifizierten Metaboliten dar. f Eine repräsentative anatomische Heatmap zeigte, dass alle vier Prostaglandine ausschließlich in der Munddrüse des Neunauges lokalisiert waren.

Heutzutage erhält die KP zunehmende Aufmerksamkeit aufgrund ihrer zunehmenden Assoziationen mit Entzündungen, dem Immunsystem und neurologischen Erkrankungen25,26. Diese einzigartigen Rollen von KP stehen möglicherweise im Zusammenhang mit dem Blutsaugen von Neunaugen. Darüber hinaus macht der Bericht über 3-Hydroxykynurenin-O-sulfat bei anderen blutsaugenden Arten KP noch attraktiver für die Untersuchung ihrer Rolle bei der Bluternährung von Neunaugen. Es wurde berichtet, dass insbesondere L-Kynurenin den Gefäßwiderstand verringert und die Durchblutung durch Entspannung der Blutgefäße verbessert27,28. Wir fragten daher, ob L-Kynurenin auch die Blutgefäße des Wirtsfisches entspannen kann. Aus diesem Grund führten wir einen vasomotorischen Reaktivitätstest am Aortenring des Welses (Silurus asotus) durch. Wie in Abb. 3d gezeigt, nahm der Blutgefäßdurchmesser im Vergleich zur Kontrollgruppe (PBS-behandelt) 15 Minuten nach der Zugabe von L-Kynurenin signifikant zu, und der Grad der Zunahme schien mit den Konzentrationen von L-Kynurenin verbunden zu sein (Abb. 3d).

Neben KP-Metaboliten wurden mithilfe einer molekularen Netzwerkanalyse vier Prostaglandine (PG), nämlich PGJ2, PGF2alpha, PGE2 und PGE3, in der Munddrüse identifiziert (Abb. 3e). Das MS/MS-Spektrum jedes Prostaglandins, Anmerkungen zu seinen Hauptfragmenten und Head-to-Tail-Bibliotheksübereinstimmungsdiagramme sind in den ergänzenden Abbildungen dargestellt. 7–10. Die anatomische Heatmap zeigte, dass alle vier Prostaglandine ausschließlich in der Munddrüse des Neunauges akkumuliert waren (Abb. 3f). Beispielsweise wurde PGE2 in der Munddrüse im Vergleich zu allen anderen Geweben zwischen 903,1 und 12684,1 Mal höher gefunden (Abb. 3e).

Während der Blutfütterung heften sich parasitäre Jungneunaugen mit ihren Mundscheiben an den Wirtsfisch, dringen durch die Wirkung ihrer gezahnten, zungenähnlichen Kolben in die Haut ein, schaffen an der Bissstelle eine Fressnische und beginnen dann mit der Nahrungsaufnahme29. Auf der anderen Seite wird die Abwehr des Wirts versuchen, einen Gegenangriff durchzuführen und die Nahrungsaufnahme der Neunaugen an der Bissstelle zu stoppen.

In dieser Studie haben wir zwei Gruppen von Metaboliten, nämlich KP-Metaboliten und Prostaglandine, in der Munddrüse des Neunauges identifiziert, die möglicherweise eine wichtige Rolle bei der Bluternährung des Neunauges spielen (Ergänzungstabelle 5). Um sicherzustellen, dass diese Metaboliten tatsächlich an der Bluternährung des Neunauges beteiligt waren, müssen wir sicherstellen, dass sie aus der Munddrüse des Neunauges abgesondert und in die Nahrungsstelle des Wirtsfisches injiziert werden können. Aus diesem Grund haben wir eine weitere Reihe von Experimenten entworfen und eine „gezielte Analyse“ durchgeführt, um Veränderungen in den beiden Gruppen von Metaboliten während der Neunauge-Blutfütterung zu überwachen. Es ist wichtig zu beachten, dass das Polarneunauge (Lethenteron camtschaticum) im Erwachsenenstadium keine Nahrung mehr frisst. Stattdessen wurden junge Koreanische Neunaugen (Eudontomyzon morii) eingesetzt, um Wirtsfische anzugreifen und Blut zu saugen13. Kurz gesagt, sechzig Neunaugen wurden zufällig in sechs Gruppen eingeteilt (zehn in jeder Gruppe). Die Munddrüsen von drei Neunaugengruppen wurden präpariert und ihr Sekret vor dem Blutsaugen gesammelt. Weitere drei Gruppen von Neunaugen wurden 20 Minuten lang mit Wels (Silurus asotus) gefüttert und anschließend wurde ihr Munddrüsensekret gesammelt. Darüber hinaus wurden drei Probenahmestellen des Welses, nämlich die blutsaugende Stelle und zwei nicht blutsaugende Stellen des Wirts, erfasst. Insgesamt umfassen die LCMS-Analysen 5 Probengruppen: Gruppe 1 ist die Munddrüse des Neunauges vor der Nahrungsaufnahme (BGb); Gruppe 2 ist die blutsaugende Stelle des Welses (BSS); Gruppen 3 und 4 sind Kontrollstellen (nicht blutsaugende Stellen, C1 und C2) von Welsen, und Gruppe 5 ist die Munddrüse von Neunaugen nach der Fütterung (BGa) (Abb. 4a). Durch den Vergleich zwischen BGb und BGa konnten wir erkennen, dass die Mengen dieser Metaboliten in der Munddrüse nach dem Blutsaugen reduziert werden; und durch den Vergleich zwischen BSS, C1 und C2 konnten wir überprüfen, ob diese Metaboliten von der Munddrüse des Neunauges auf die Läsionsstelle des Wirtsfisches übertragen werden.

a Fünf Gruppen von Neunaugen wurden für das Blutsaugexperiment verwendet. Gruppe 1 ist die Munddrüse, die den Neunaugen vor dem Blutsaugen entnommen wird; Gruppe 2 ist die Futterstelle des Wirtsfisches (Wels); Die Gruppen 3 und 4 sind Orte, an denen sich die Wirtsfische nicht ernähren. und Gruppe 5 sind die Munddrüsen, die Neunaugen nach dem Blutsaugen entnommen werden. b Hauptkomponentenanalyse (PCA)-Score-Diagramme der Stoffwechselprofile der 5 Probengruppen (n = 3 für jede Gruppe). Messung der relativen Peakflächen von N-Formylkynurenin (c), L-Kynurenin (d), Kynurensäure (e), 3-Hydroxykynurenin (f), Prostaglandin E3 (g), Prostaglandin F2 alpha (h), Prostaglandin E2 (i ) und Prostaglandin J2 (j). Die Daten werden als Mittelwert ± SD (n = 3) angezeigt. Die Metabolitenhäufigkeiten zwischen verschiedenen Gruppen wurden mithilfe einer einfaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) verglichen; Wenn dies als signifikant erachtet wurde (p-Wert < 0,05), wurde eine Post-hoc-Mehrfachvergleichsanalyse mit Korrektur der Falscherkennungsrate durchgeführt. ns, nicht signifikant; *p < 0,05; **p < 0,01.

Das PCA-Score-Diagramm der LCMS-Daten zeigte deutlich eine deutliche Trennung zwischen den fünf Probengruppen, was auf ausgeprägte Unterschiede in ihren Stoffwechselprofilen hinweist. (Abb. 4b). Die Ergebnisse für KP-Metaboliten, dh N-Formylkynurenin, L-Kynurenin, Kynurensäure und 3-Hydroxykynurenin, sind in Abb. 4c – f dargestellt. Obwohl keine signifikanten statistischen Unterschiede der vier KP-Metaboliten zwischen BGb und BGa beobachtet wurden (FDR-bereinigter p-Wert > 0,05), zeigte die Fold-Change-Analyse, dass die Mengen aller vier Metaboliten nach der Bluternährung verringert waren (Abb. 4c – f). ), was darauf hindeutet, dass diese Metaboliten beim Blutsaugen aus der Munddrüse des Neunauges freigesetzt wurden. Im Gegensatz dazu wurden signifikante statistische Unterschiede der drei KP-Metaboliten, nämlich N-Formylkynurenin, L-Kynurenin und Kynurensäure, zwischen BSS und C1 sowie zwischen BSS und C2 gefunden (FDR-bereinigter p-Wert < 0,05) (Abb. 4c–e). Die Fold-Change-Analyse zeigte, dass alle vier Metaboliten im BSS im Vergleich zu nicht blutsaugenden Stellen des Wirtsfisches (C1 und C2) stark angereichert waren, was zeigt, dass die vier KP-Metaboliten von der Munddrüse des Neunauges zur Saugstelle des Wirtsfisches übertragen wurden Wirtsfisch. Ebenso bestätigten die Ergebnisse für weitere vier KP-Metaboliten, nämlich 3-Hydroxykynurenin-O-sulfat, Anthranilsäure, Xanthurensäure und 3-Hydroxyanthranilsäure, dass sie von der Munddrüse abgesondert und in die Bindungsstelle injiziert werden konnten von Welsen (Ergänzende Abbildung S11). Obwohl keine signifikanten statistischen Unterschiede zwischen den PG-Spiegeln in BGb und BGa festgestellt wurden (FDR-bereinigter p-Wert > 0,05), wurde beobachtet, dass die Mengen aller vier PGs in der Munddrüse nach dem Blutsaugen reduziert wurden (Abb. 4g). -J). Die Ergebnisse zeigten auch, dass bei allen vier PGs der BSS im Vergleich zu C1 und C2 zunahm. Insbesondere waren PGF2 alpha und PGE2 im BSS statistisch höher als in C1 und C2 (Abb. 4h, i).

Aufgrund seines einzigartigen Status in der Wirbeltierentwicklung sind Neunaugen zu einem wichtigen Tiermodell in verschiedenen Forschungsbereichen2,30 geworden, wie etwa der Evolution und Entwicklung von Wirbeltieren8,31,32, grundlegenden Aspekten der Wirbeltierneurobiologie31,33, adaptiver Immunität34,35, Blutgerinnung36, und Identifizierung bioaktiver Verbindungen23. Metabolomics bietet als relativ neues Mitglied im „Omics“-Bereich ein zusätzliches leistungsstarkes Werkzeug für Neunaugenstudien. Allerdings fehlt noch immer die neunaugenspezifische Metabolomics-Datenbank. Aus diesem Grund haben wir LampreyDB (https://www.lampreydb.com) eingerichtet, eine gewebeweite räumliche Metabolomics-Datenbank für Neunaugen, die alle identifizierten und kommentierten Metaboliten aus unserem Experiment enthält. Mit LampreyDB können Benutzer Neunaugen-spezifische Metaboliten mit textbasierten Suchen durchsuchen, z. B. nach chemischen Formeln, m/z-Werten oder einer Liste von MS/MS-Fragmenten (Abb. 5a). Auf der resultierenden Zusammenfassungsseite wird eine Tabelle mit allen übereinstimmenden Metaboliten aus der Datenbank angezeigt. Jeder Metaboliteneintrag ist mit einer einzelnen Metabolitenbeschreibungsseite verlinkt, die die folgenden Informationen enthält (falls verfügbar): Name des Metaboliten, Klasse, chemische Formel, Retentionszeit, genauer m/z-Wert, SMILES, inChiKey und chemische Struktur (Abb. 5b). Für jeden Metaboliten werden auf derselben Seite ein interaktives MS2-Spektrumdiagramm und eine interaktive anatomische Heatmap bereitgestellt, sodass der Benutzer die Fragmentpeaks jedes Metaboliten leicht erkunden und seine räumliche Verteilung visuell überprüfen und vergleichen kann. Derzeit enthält LampreyDB Informationen zu über 1000 Metaboliten (2031 Datensätze sowohl aus positiven als auch negativen Ionenmodi), die in Neunaugen nachgewiesen wurden.

a Die LampreyDB ermöglicht eine textbasierte Suche, z. B. mithilfe chemischer Formeln, m/z-Werten und einer Liste von MS/MS-Fragmenten. b Die LampreyDB bietet umfangreiche Informationen, einschließlich Metabolitenname, Klasse, chemische Formel, Retentionszeit, genauer m/z-Wert, SMILES, inChiKey, chemische Struktur, interaktives MS/MS-Spektrum und interaktive anatomische Heatmap für jeden Metaboliten in der Datenbank.

Beim Versuch, sich von ihren Wirten zu ernähren, werden Neunaugen durch die Abwehrkräfte des Wirts wie Blutstillung, Entzündung und Immunität herausgefordert. Um eine erfolgreiche und kontinuierliche Bluternährung zu gewährleisten, haben Neunaugen dementsprechend einen komplexen und hochentwickelten Cocktail aus Sekretionskomponenten der Munddrüsen entwickelt, der aus einer Vielzahl bioaktiver Proteine, Peptide und Metaboliten besteht, um den Reaktionen des Wirts entgegenzuwirken16,23. Jüngste Fortschritte in der Genomik, Transkriptomik und Proteomik haben die Entdeckung verschiedener Proteine ​​mit gerinnungshemmender und gefäßerweiternder Wirkung aus der Munddrüse des Neunauges ermöglicht7,13. Es fehlen jedoch noch Studien zu Metaboliten, die in der Munddrüse des Neunauges vorhanden sind.

In dieser Studie haben wir einen räumlichen Metabolomics-Ansatz angewendet, um nach Metaboliten zu suchen, die mit der Bluternährung von Neunaugen in Zusammenhang stehen. Die räumliche Metabolomik ist ein Bereich der Omics-Forschung, der sich auf die Erkennung und Interpretation von Metaboliten im räumlichen Kontext von Zellen, Geweben, Organen und Organismen konzentriert37. Die massenspektrometrische Bildgebung (MSI) ist eine der bemerkenswertesten Techniken in räumlichen Metabolomics-Studien, wobei die bisher erreichbare räumliche Auflösung bis auf zelluläre und subzelluläre Ebene reicht38,39. Allerdings ist die molekulare Abdeckung typischerweise gering und die Identifizierung von Metaboliten ist bei MSI eine Herausforderung40,41,42. Im Gegensatz dazu bietet der LCMS-basierte Ansatz der räumlichen Metabolomik trotz begrenzter räumlicher Auflösung eine beispiellose Empfindlichkeit und molekulare Abdeckung und ermöglicht so eine detailliertere Untersuchung des biologischen Systems. Da unser Ziel nicht darin besteht, die räumliche Verteilung von Metaboliten in Neunaugen abzubilden, haben wir uns für die Verwendung von LCMS entschieden, um eine gewebeweite räumliche Metabolomikanalyse durchzuführen. Dieser Ansatz ermöglicht es uns, gewebespezifische Metaboliten „ungezielt“ zu erforschen. Durch den Vergleich der Stoffwechselprofile verschiedener Neunauge-Gewebe konnten wir beispielsweise Neunauge-spezifische Metaboliten für die Mundschleimhautdrüse lokalisieren. Diese Metaboliten sind vielversprechende Kandidaten für das Screening von Metaboliten, die mit der Blutung und Fütterung von Neunaugen in Zusammenhang stehen. Mit diesem Ansatz konnten wir über 1500 einzigartige Massenmerkmale erkennen, die in der Munddrüse des Neunauges stark akkumuliert waren (FC > = 10 und FDR-bereinigter p-Wert < 0,05). Unser Ergebnis deutet darauf hin, dass die Munddrüse eine viel größere Komplexität kleiner Metaboliten enthält als bisher angenommen. Weitere statistische Analysen, Literaturrecherchen und biologische Funktionsanalysen führten zur Identifizierung von zwei Gruppen möglicher Metaboliten, nämlich den KP-Metaboliten und Prostaglandinen (PGs), die möglicherweise am Blutsaugen der Neunaugen beteiligt sind.

Das KP war in den letzten Jahren Gegenstand intensiver Forschungsaktivitäten im Hinblick auf die Entdeckung neuer und wichtiger Rollen, die seine Metaboliten spielen, insbesondere bei der neuronalen und Immunfunktion25. Neben der Proteinsynthese ist Tryptophan die Vorstufe vieler physiologisch wichtiger Metaboliten, wobei über 95 % des Tryptophans in KP25,43 eingehen. Zunächst wird Tryptophan durch die Wirkung von Tryptophan-2,3-Dioxygenase (TDO) oder Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO1 und 2) in N-Formylkynurenin und dann durch N-Formylkynurenin-Formamidase (FAM) in Kynurenin umgewandelt. . Kynurenin wird hauptsächlich durch Hydroxylierung zu 3-Hydroxykynurenin durch Kynureninmonooxygenase (KMO) metabolisiert, gefolgt von der Hydrolyse von 3-Hydroxykynurenin zu 3-Hydroxyanthranilsäure durch Kynureninase (Abb. 3a). Das KP wird im Immunsystem stark reguliert und fördert dort die Immunsuppression als Reaktion auf Infektionen oder Entzündungen. Obwohl IDO und TDO ähnliche Funktionen als Vermittler des Tryptophanabbaus haben, sind ihre biochemischen Eigenschaften recht unterschiedlich. IDO ist ein monomeres Enzym, das in normalen Geweben weniger exprimiert wird und bei Entzündungen hochreguliert wird, um die Immunreaktion zu unterdrücken. Insbesondere verfügt IDO1 über ein breites Wirkungsspektrum bei der Regulierung von Immunzellen, das das Gleichgewicht zwischen Stimulation und Unterdrückung des Immunsystems an lokalen Entzündungsherden steuert, was für eine Vielzahl von Autoimmun- und Entzündungserkrankungen relevant ist26. Während TDO ein Tetramer ist, wird es stark in der Leber exprimiert, wo es überschüssiges Tryptophan aus der Nahrung abbaut und immunsuppressive KP-Metaboliten produziert25. Anders als bei Menschen und vielen anderen Tierarten berichtet, dass KP und sein erstes Enzym TDO hauptsächlich in der Leber vorkommen (25), zeigten unsere Ergebnisse der räumlichen Metabolomik, dass KP und TDO ausschließlich in der Munddrüse des Neunauges lokalisiert waren (Abb. 3b, c). Die Identifizierung von KP in der Munddrüse von Neunaugen könnte auf einen einzigartigen Mechanismus für die Bluternährung und den Parasitismus von Neunaugen schließen lassen: Anstatt neue Moleküle zu entwickeln, reichern Neunaugen reichlich KP-Metaboliten in ihrer Munddrüse an, und während der Bluternährung werden diese Metaboliten in die Bissstelle injiziert des Wirtsfisches und dienen als Immunsuppressoren, um eine kontinuierliche Bluternährung zu ermöglichen. Im Gegensatz zu TDO, das hauptsächlich in der Munddrüse des Neunauges vorkam, wurde IDO hauptsächlich in der Leber des Neunauges exprimiert und sein Expressionsniveau in der Munddrüse war vernachlässigbar (Abb. 3c). Dennoch hängt die Haupttheorie, die der immunsuppressiven Funktion dieser Enzyme zugrunde liegt, mit ihren kanonischen Tryptophan-katabolischen Eigenschaften zusammen: Der TDO- und IDO-vermittelte Abbau von Tryptophan und die Akkumulation von Kynurenin und anderen KP-Metaboliten führt zur Unterdrückung von Immuneffektorzellen und zur Hochregulierung. Aktivierung und/oder Induktion tolerogener Immunzellen44. Darüber hinaus zeigte ein Vasodilatationsexperiment an Welsen, dass Kynurenin nicht nur als Immunsuppressor wirkt, sondern auch die Blutgefäße des Wirtsfisches entspannen und so die Durchblutung des Wirtsfisches an der Bissstelle verbessern kann (Abb. 3d). KP ist ein gut untersuchter Stoffwechselweg, und die Strukturen und Funktionen seiner Metaboliten sind aufgeklärt. In dieser Studie haben wir auch einen selten gemeldeten KP-Metaboliten, nämlich 3-Hydroxykynurenin-O-sulfat, in der Munddrüse des Neunauges entdeckt (Abb. 3a). Dieser Metabolit wurde erstmals in Neunauge durch Lit. identifiziert. 23, aber es wurde auch bei blutsaugenden Insekten wie Rhodnius prolixus24 berichtet, was darauf hindeutet, dass es sich um einen mit der Blutfütterung verbundenen Metaboliten handelt.

Prostaglandine (PGs) sind Eicosanoidkomponenten, die durch drei aufeinanderfolgende enzymatische Reaktionen aus Arachidonsäure gewonnen werden. Sie wirken als „lokale Hormone“ und regulieren eine Vielzahl physiologischer Prozesse45,46. PGs sind eine Gruppe gut untersuchter blutsaugender Metaboliten und wurden in vielen Blutsaugern entdeckt, darunter Zecken47,48,49,50, Lachsläuse51,52 und Waldegel46. Unter diesen ist PGE2 das am häufigsten vorkommende PG in den Sekreten und hat eine verlängerte parasitäre Nahrungsaufnahme (Antikoagulans), einen erhöhten Blutfluss zur Anheftungsstelle (Vasodilatation) und/oder eine Umgehung der Immunantwort des Wirts (Immunmodulator) gezeigt49. Eine weitere wichtige Funktion von PGE2 besteht darin, Ca2+ zu mobilisieren und die Sekretion von gerinnungshemmenden Proteinen während der Blutfütterung zu stimulieren53. Es wurde auch berichtet, dass PGE2 die Migration von Fibroblasten zur ernährenden Läsion hemmen und somit die Wundheilung hemmen könnte49. Zusätzlich zu PGE2 wurde PGF2 alpha auch häufig in Blutsaugern mit berichteten Funktionen der Vasodilatation, der Hemmung der Blutplättchenaggregation, der Entzündungshemmung und der Schmerzlinderung nachgewiesen46,47. In dieser Studie haben wir zwei weitere PGs, nämlich PGJ2 und PGE3, in der Munddrüse des Neunauges entdeckt. Es ist bekannt, dass sowohl PGJ2 als auch PGE3 entzündungshemmende Eigenschaften haben54. Obwohl bei anderen blutsaugenden Arten nicht über sie berichtet wird, ist es verlockend, über eine Funktion der beiden PGs bei der Bluternährung und beim Parasitismus zu spekulieren. Interessanterweise wurden alle vier PGs ausschließlich in der Munddrüse des Neunauges angesammelt (Abb. 3f), während ihre Vorstufe Arachidonsäure in den meisten Geweben gefunden wurde (ergänzende Abb. 12). Der Nachweis von PGs bei Neunaugen deutete darauf hin, dass Neunaugen möglicherweise eine ähnliche Blutsaugstrategie verfolgen wie andere Blutsauger.

Während unser Fokus in dieser Studie auf Metaboliten im Zusammenhang mit der Bluternährung bei Neunaugen liegt, ist es erwähnenswert, dass Neunaugen eine breite Palette von Metaboliten enthalten, die verschiedene biologisch und physiologisch wichtige Funktionen erfüllen. Beispielsweise haben wir eine sulfatierte Gallensäure namens Petromyzonolsulfat identifiziert, die als einzigartiges Sexualpheromon für Neunaugen fungiert 55, 56 und ihre Verteilung scheint besonders gewebespezifisch zu sein (ergänzende Abbildung 13). Da räumlich aufgelöste Stoffwechselinformationen für viele Studien mit Neunaugen als Tiermodell von großem Nutzen sind, haben wir eine Datenbank zur räumlichen Metabolomik von Neunaugen erstellt (https://www.lampreydb.com), die detaillierte qualitative, quantitative und räumliche Verteilungsinformationen enthält jedes Metaboliten. Benutzer können ihre interessierenden Metaboliten einfach abfragen und überprüfen und/oder unbekannte Peaks aus dieser Datenbank identifizieren. Die aktuelle LampreyDB-Version enthält Informationen zu über 1000 Metaboliten (2031 Datensätze sowohl im positiven als auch im negativen Ionenmodus). Wir wenden jetzt einen fraktionierungsgestützten NMR-basierten Metabolomics-Ansatz an, um die unbekannten Massenpeaks aus verschiedenen Neunauge-Geweben zu identifizieren, damit wir in naher Zukunft die Anzahl der Metaboliten erhöhen und die Qualität und Zuverlässigkeit der Informationen in LampreyDB verbessern können.

Aus der Sicht eines Blutsaugers ist das Paradies ein Ort, an dem das Blut des Wirts nicht gerinnt, der Blutfluss an der Futterstelle intensiv ist und der Wirt den Gästen keinen Widerstand leistet oder ihnen Schaden zufügt. Während die Realität anders aussieht. Die Wirte der Wirbeltiere sind mit drei effizienten Waffen ausgestattet, die das Blutsaugverhalten bekämpfen: Blutstillung, Entzündung und Immunität57. Blutsaugende Tiere haben viele verschiedene Strategien entwickelt, um den komplexen Barrieren ihrer Wirte zu trotzen. Studien haben gezeigt, dass fast alle blutsaugenden Arthropoden mindestens eine gerinnungshemmende, eine gefäßerweiternde und eine blutplättchenhemmende Komponente haben und in vielen Fällen mehr als eine Substanz in jeder Kategorie vorhanden ist. In unserer Studie haben wir gezeigt, dass Neunaugen nicht nur auf mehrere aktive Proteine ​​und Peptide angewiesen sind, sondern auch viele Metaboliten aus ihren Munddrüsen absondern, um den Reaktionen des Wirts entgegenzuwirken und eine erfolgreiche und kontinuierliche Bluternährung sicherzustellen. Es ist seit langem bekannt, dass die meisten KP-Metaboliten Immunsuppressoren sind, und unsere Studie zeigte, dass Kynurenin bei Neunaugen auch als Vasodilatator wirkt. Obwohl KP gut untersucht wurde, besteht ein auffälliger Unterschied in unserer Studie darin, dass die KP-Metaboliten und das erste Enzym TDO ausschließlich in der Munddrüse vorhanden sind, was sich von den Berichten bei anderen Tieren und Menschen unterscheidet, dass KP-Metaboliten und TDO überwiegend vorhanden sind in der Leber. Dies deutet möglicherweise auf einen einzigartigen Mechanismus der Bluternährung bei Neunaugen hin. PGs sind eine Gruppe bekannter Metaboliten, die bei anderen blutsaugenden Tieren im Zusammenhang mit der Blutsaugung stehen. Es wurde nachgewiesen, dass sie mehrere Rollen bei der Blutversorgung spielen, wie z. B. die Erhöhung der Gefäßerweiterung, die Unterdrückung von Entzündungen und die Hemmung der Wundheilung. Die Identifizierung von PGs bei Neunaugen legt nahe, dass alle Blutsauger möglicherweise ähnliche Strategien zur Bluternährung haben. Diese Ergebnisse zeigen die komplexe Natur der Munddrüse des Neunauges und unterstreichen die Vielfalt der Mechanismen, die zum Blutsaugen bei Neunaugen eingesetzt werden.

Alle Chemikalien und Lösungsmittel waren von analytischer oder HPLC-Qualität. Wasser, Methanol, Acetonitril und Ameisensäure wurden von CNW Technologies GmbH (Düsseldorf, Deutschland) bezogen. L-2-Chlorphenylalanin stammte von Shanghai Hengchuang Bio-technology Co., Ltd. (Shanghai, China). L-Tryptophan wurde von Sangon (Shanghai, China) und L-Kynurenin von Macklin (Shanghai, China) bezogen.

Das ausgewachsene Neunauge (Lethenteron camtschaticum) im Stadium der Laichwanderung wurde im Dezember 2020 im Songhua-Fluss in der chinesischen Provinz Heilongjiang gefangen. Vierzehn verschiedene Neunaugengewebe, d. h. Herz, Leber, Niere, Gehirn, Supraneuralkörperchen, Muskel, Darm, Kiemen, Auge, Hoden, Eierstock, Munddrüse, Blut und Chorda dorsalis, wurden sorgfältig präpariert und in steriler phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) gewaschen : 10 mM Phosphatpuffer, 2,7 mM Kaliumchlorid, 137 mM Natriumchlorid, pH 7,4). Das Sekret der Munddrüse des Neunauges wurde mit einer Spritze gesammelt. Alle Proben wurden in flüssigem N2 schockgefroren und vor der LCMS-Analyse bei –80 °C gelagert.

Das parasitäre junge Koreanische Neunauge (Eudontomyzon morii) wurde im Dezember 2020 im Yalu-Fluss in der chinesischen Provinz Liaoning gefangen und für Blutfütterungsexperimente verwendet. Sechzig Neunaugen wurden nach dem Zufallsprinzip in sechs Gruppen eingeteilt (10 in jeder Gruppe) und 72 Stunden lang in Süßwasser bei 10 ± 2 °C bei schwachem Licht ohne Fütterung gehalten. Die Munddrüsen von drei Neunaugengruppen wurden präpariert und ihr Sekret vor dem Blutsaugen mit Spritzen gesammelt. Weitere drei Gruppen von Neunaugen wurden 20 Minuten lang mit Wels (Silurus asotus) gefüttert und anschließend wurde ihr Munddrüsensekret gesammelt. Darüber hinaus wurden drei Probenahmestellen des Welses, nämlich die blutsaugende Stelle und zwei nicht blutsaugende Stellen des Wirts, erfasst. Insgesamt umfassen die LCMS-Analysen 5 Probengruppen: Gruppe 1 ist die Munddrüse des Neunauges vor der Nahrungsaufnahme (BGb); Gruppe 2 ist die blutsaugende Stelle des Welses (BSS); Gruppe 3 und 4 sind Kontrollstellen (nicht blutsaugende Stellen, C1 und C2) von Welsen, und Gruppe 5 ist die Munddrüse von Neunauge nach der Fütterung (BGa). Alle Gewebe wurden vor der Metabolitenextraktion bei –80 ° C gelagert.

Der Umgang mit Neunaugen und Welsen wurde von der Tierschutz- und Forschungsethikkommission des Instituts der Medizinischen Universität Dalian genehmigt (Genehmigungsnummer: AEE17013).

Um die Proben zu extrahieren, wurden 30 mg jeder Probe, 20 μL IS (L-2-Chlorphenylalanin, 0,3 mg/ml) und 400 μL Extraktionslösung (80 % Methanol/Wasser, Vol./Vol.) in ein 2-ml-Eppendorf-Röhrchen gegeben , gefolgt von der Zugabe von zwei kleinen Stahlkugeln. Nach dem Vorkühlen des Röhrchens bei –20 °C für 2 Minuten wurde jede Probe 2 Minuten lang bei 60 Hz mit einem Tissuelyser-48-Mahlwerk (Jingxing Limited Company, Shanghai, China) gemahlen. Der resultierende Extrakt wurde kurz verwirbelt und 10 Minuten lang bei Umgebungstemperatur (25–28 °C) mit Ultraschall behandelt. Anschließend wurden die Extrakte 10 Minuten lang bei 13.000 U/min und 4 °C zentrifugiert. Anschließend wurden 300 μl des Überstands in ein braunes Glasfläschchen überführt und mit einem Gefrierkonzentrations-Zentrifugaltrockner getrocknet. Zu jeder Probe wurden 300 μl einer Mischung aus Methanol und Wasser (1/4, v/v) hinzugefügt. Die Mischung wurde 30 s lang gevortext und dann 2 h lang bei –20 °C gehalten. Anschließend wurden die Proben 5 Minuten lang bei 13.000 U/min und 4 °C zentrifugiert. Die resultierenden Überstände (150 μl) aus jedem Röhrchen wurden mit Kristallspritzen gesammelt, durch einen 0,22 μm PTFE-Filter (Acrodisc® CR 13 mm; PALL) filtriert und zur LCMS-Analyse in LC-Fläschchen überführt. Gepoolte QC-Proben wurden durch Kombinieren von Aliquots von 20 μl aus jeder extrahierten Probe hergestellt.

Für die räumliche Metabolomikanalyse im positiven und negativen Ionenmodus wurde ein Dionex Ultimate 3000 UHPLC-System mit Q-Exactive Quadrupol-Orbitrap-Massenspektrometer und beheizter Elektrospray-Ionisationsquelle (ESI) (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) verwendet. Es wurde eine ACQUITY UPLC HSS T3-Säule (1,8 μm, 2,1 × 100 mm) verwendet. Das binäre Gradientenelutionssystem bestand aus (A) Wasser (enthaltend 0,1 % Ameisensäure, v/v) und (B) Acetonitril (enthaltend 0,1 % Ameisensäure, v/v) und die Trennung wurde unter Verwendung des folgenden Gradienten erreicht: 5 % B über 0–2 Min., 5–25 % B über 2–4 Min., 25–50 B über 4–8 Min., 50–80 % B über 8–10 Min., 80–100 % B über 10–14 Min., die Die Zusammensetzung wurde 1 Minute lang bei 100 % B gehalten, dann 15–15,1 Minuten lang bei 100 % bis 5 % B und 15,1–18 Minuten lang bei 5 % B gehalten. Die Flussrate betrug 0,35 ml/min und die Säulentemperatur betrug 45 °C . Alle Proben wurden während der Analyse bei 4 °C aufbewahrt. Das Injektionsvolumen betrug 2 μL. Der Massenbereich reichte von m/z 66,7 bis 1000,5. Die Auflösung wurde für die vollständigen MS-Scans auf 70.000 und für die HCD-MS/MS-Scans auf 35.000 eingestellt. Die Kollisionsenergie wurde auf 10, 20 und 40 eV eingestellt. Das Massenspektrometer arbeitete wie folgt: Sprühspannung 3800 V (+) und –3000 V (–); Hüllgasdurchflussrate, 35 willkürliche Einheiten; Hilfsgasdurchfluss, 8 beliebige Einheiten; Kapillartemperatur 320 °C. Die QCs wurden während des Analyselaufs in regelmäßigen Abständen (alle 10 Proben) injiziert, um einen Datensatz bereitzustellen, anhand dessen die Wiederholbarkeit beurteilt werden kann.

Die Qualität der Rohdaten wurde zunächst mit dem R-Paket RawHummus58 an QC-Proben sowohl im positiven als auch im negativen Ionenmodus überprüft. Die resultierenden QC-Berichte sind in den Zusatzdaten 1–2 aufgeführt. Die Datenvorverarbeitung und Metabolitenidentifizierung wurden mit drei verschiedenen Softwaretools durchgeführt, nämlich Compound Discoverer (v.3.3, Thermo Scientific), Progenesis QI (v.2.3, Waters) und MS-DIAL (v.4.0)19,20 . Davon wurden Progenesis QI und MS-DIAL hauptsächlich zur Identifizierung von Metaboliten verwendet. Für jede Datenverarbeitungssoftware wurden mehrere Parameter optimiert und die optimierten Einstellungen in der Ergänzungstabelle 1–3 zusammengefasst.

Die LampreyDB-Datenbank (https://www.lampreydb.com) wurde mit MySQL (v.8.0) und Django (v.3.0.6) organisiert. Die Weboberfläche wurde in HTML mit JavaScript entwickelt. Die interaktive Anatomie-Heatmap wurde mit einem selbst geschriebenen Skript und dem Python-Paket „Beautiful Soup“ (https://pypi.org/project/beautifulsoup4/) erstellt. Andere Abbildungen wie MS-Spektrum-Diagramme wurden mit dem Python-Paket plotly (https://plotly.com/python/) erstellt. LampreyDB wird im Microsoft Azure Cloud-Dienst gehostet.

Die offenen Leserahmen (ORF) in voller Länge von Lj-TDO (Tryptophan-2,3-Dioxygenase), Lj-AADAT (Aminoadipat-Aminotransferase), Lj-IDO (Indoleamin-2,3-Dioxygenase) und Lj-KMO (Kynurenin-Monooxygenase). ) Gene wurden durch PCR gewonnen. Primer Premier 5.0 wurde verwendet, um spezifische PCR-Primer im offenen Leserahmen zu entwerfen. Die Sequenzen aller für die Gensynthesen verwendeten Primer sind in der Ergänzungstabelle 4 aufgeführt. Die Aminosäuresequenzen von TDO, AADAT, IDO und KMO wurden aus der Datenbank des National Center for Biotechnology Information (NCBI) (https://www. ncbi.nlm.nih.gov/) und im FASTA-Format gespeichert. Diese Sequenzen wurden für Sequenzabgleiche und anschließende bioinformatische Analysen verwendet. Der Sequenzabgleich wurde mit der ClustalW-Software durchgeführt. Die resultierenden ausgerichteten Sequenzen wurden verwendet, um phylogenetische Bäume über die Neighbor-Joining (NJ)-Methode zu erstellen, wobei 1000 Bootstrapping-Replikate in der MEGA-X-Software implementiert wurden59. Während der Analyse wurde die Option der paarweisen Löschung genutzt, um Lücken und fehlende Daten zu berücksichtigen. Die konservierten Motive wurden aus der Online-Multiple-Expectation-Maximierung (MEME, http://meme-suite.org/tools/meme) bezogen und die Anzahl der Motive wurde ausgewählt: 15. Die ausgegebenen Suchergebnisse wurden mit der TBtools-Software erstellt. Konservierte funktionelle Proteindomänen wurden mit dem Simple Modular Architecture Research Tool (SMART, http://smart.embl-heidelberg.de/) vorhergesagt. Um die Entwicklung der Genfamilie zwischen kieferlosen und kieferlosen Wirbeltieren besser zu verstehen, wurde die Umgebung benachbarter Gene von TDO, AADAT, IDO und KMO repräsentativer Tiere mithilfe des Online-Tools Genomicus (https://www.genomicus.bio.ens) untersucht. psl.eu/genomicus-92.01/cgi-bin/search.pl) und die Ensembl-Datenbank (https://www.ensembl.org/index.html). Die Genstrukturanalyse wurde mithilfe der Ensembl-Datenbank durchgeführt. SWISS-MODEL (http://swissmodel.expasy.org/interactive) online wurde verwendet, um die 3D-Struktur von Lj-TDO, Lj-AADAT, Lj-IDO und Lj-KMO vorherzusagen.

Die Gesamt-RNA-Proben wurden getrennt von Leukozyten, Eierstöcken, Gehirn, Lebern, Muskeln, Kiemen, Munddrüsen, Därmen, Herzen, Nieren, Hoden und supraneuralen Körpern unter Verwendung von RNAiso-Reagenz (TaKaRa, China) isoliert. Leukozyten wurden aus zirkuliertem Blut gesammelt. Die cDNA wurde dann mit dem HiScript®II Q Select RT SuperMix für qPCR (+gDNA Wiper) Kit (Vazyme, China) gemäß dem Protokoll des Herstellers synthetisiert. Die spezifischen Primer für qPCR wurden mit dem Programm Primer Premier 5.0 entworfen und die Primersequenzen sind in der Ergänzungstabelle 4 aufgeführt. Die qPCR wurde in 20-µL-Reaktionen von 2 × chamQ SYBR Color qPCR Master Mix (low ROX Rremixed) (Vazyme Biotech, China), Vorwärtsprimer (10 µM), Rückwärtsprimer (10 µM) und cDNA 200 ng. Die quantitative Echtzeit-PCR wurde mit dem qTOWER 2.0 Real Time PCR System und dem folgenden Programm durchgeführt: 30 s bei 95 °C, 40 Zyklen von 10 s bei 95 °C und 30 s bei 60 °C. Die Änderung des Schwellenwertzyklus (∆CT) wurde berechnet, indem der durchschnittliche CT der Lj-GAPDH-mRNA vom durchschnittlichen CT der Zielgene abgezogen wurde. Alle Experimente wurden dreifach durchgeführt.

Die vasomotorische Reaktivität wurde durch Anpassung des an anderer Stelle beschriebenen Protokolls gemessen27. Kurz gesagt, die Aorten von Welsen wurden präpariert, in einen 1,8–2,0 mm großen Aortenring geschnitten und in eine Kulturschale gegeben. Die Lebensfähigkeit wurde dann durch schrittweise Beschränkung auf Lösungen mit hohem Kaliumgehalt (KCl) mit einer Endkonzentration von 60 mmol/L bestätigt. Als nächstes wurden die Aortenringe mit 60 mmol/L KCl vorinkubiert, auf die maximale Reaktion vorverengt und anschließend wurden die Blutgefäßdurchmesser unter einem Stereomikroskop gemessen. Schließlich wurden die Gefäßdurchmesser 15 Minuten nach Zugabe unterschiedlicher Konzentrationen von Kynureninlösungen (dh 2 mM, 4 mM und 8 mM) aufgezeichnet. PBS wurde als Blindkontrollgruppe hinzugefügt und alle Messungen wurden fünfmal wiederholt (n = 5).

Alle Verarbeitungs- und Nullhypothesetests wurden mit R60 (Version 4.2.3) durchgeführt. Um die relative Metabolitenhäufigkeit zwischen verschiedenen Gewebegruppen zu vergleichen, wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt; Wenn dies als signifikant erachtet wurde (p-Wert < 0,05), wurde eine Post-hoc-Mehrfachvergleichsanalyse mit Korrektur der Falscherkennungsrate durchgeführt. PCA wurde mit dem R-Paket MSBox (https://cran.r-project.org/web/packages/MSbox/index.html) durchgeführt; Heatmap und hierarchische Clusteranalyse wurden mit dem R-Paket pheatmap (https://cran.r-project.org/web/packages/pheatmap/index.html) durchgeführt. Andere Abbildungen wie Balkendiagramme und Liniendiagramme wurden mit den R-Paketen ggplot261 und ggbreak62 erstellt. Die Daten werden als Mittelwert ± SD des Mittelwerts dargestellt (n = 3).

Weitere Informationen zum Forschungsdesign finden Sie in der mit diesem Artikel verlinkten Nature Portfolio Reporting Summary.

Die in dieser Studie verwendeten Sequenzdateien sind im National Center for Biotechnology Information verfügbar (Zugangsnummer: ON814546, ON814547, ON814548 und ON814549). Die Metabolomics-Daten wurden in MetaboLights mit der Kennung MTBLS5857 archiviert. Die räumliche Metabolomics-Datenbank für Neunaugen ist unter https://www.lampreydb.com öffentlich zugänglich. Numerische Quelldaten, die allen Grafiken und Diagrammen zugrunde liegen, finden Sie in den Zusatzdaten 3 und 4.

Shimeld, SM & Donoghue, PCJ Evolutionärer Scheideweg in der Entwicklungsbiologie: Zyklostome (Neunauge und Schleimaal). Entwicklung 139, 2091–2099 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

McCauley, DW, Docker, MF, Whyard, S. & Li, W. Neunaugen als vielfältige Modellorganismen im Zeitalter der Genomik. BioScience 65, 1046–1056 (2015).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Gess, RW, Coates, MI & Rubidge, BS Ein Neunauge aus der Devonzeit Südafrikas. Natur 443, 981–984 (2006).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Chang, M., Wu, F., Miao, D. & Zhang, J. Die Entdeckung einer fossilen Neunaugenlarve aus der unteren Kreidezeit zeigt ihren dreiphasigen Lebenszyklus. Proz. Natl. Acad. Wissenschaft. USA 111, 15486–15490 (2014).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Evans, TM, Janvier, P. & Docker, MF Die Entwicklung der Lebensgeschichte des Neunauges (Petromyzontida) und der Ursprung der Metamorphose. Rev. Fish Biol. Fisch. 28, 825–838 (2018).

Artikel Google Scholar

Miyashita, T., Gess, RW, Tietjen, K. & Coates, MI Nicht ammocoete Larven paläozoischer Stammneunaugen. Natur 591, 408–412 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Xiao, R., Pang, Y. & Li, QW Die Munddrüse von Lampetra japonica ist eine Quelle verschiedener bioaktiver Proteine. Biochimie 94, 1075–1079 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

XU, Y., ZHU, S.-W. & LI, Q.-W. Neunauge: ein Modell für die Evolutionsforschung von Wirbeltieren. Zool. Res. 37, 263–269 (2016).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Evans, TM et al. Vor der ersten Mahlzeit: das schwer fassbare Jungstadium des Meerneunauges vor der Nahrungsaufnahme. J. Gt. Lakes Res. 47, S580–S589 (2021).

Artikel Google Scholar

Youson, JH Die Biologie der Metamorphose bei Meerneunaugen: endokrine, umweltbedingte und physiologische Hinweise und Ereignisse und ihre mögliche Anwendung zur Bekämpfung von Neunaugen. J. Gt. Lakes Res. 29, 26–49 (2003).

Artikel Google Scholar

Docker, MF Ein Überblick über die Entwicklung des Nichtparasitismus bei Neunaugen und eine Aktualisierung des Konzepts der paarigen Arten. Biol. Geschäftsführer Konserv. Neunaugen North Am. 72, 71–114 (2009).

Google Scholar

Warrington, RE, Hart, NS, Potter, IC, Collin, SP & Hemmi, JM Zeitliche Auflösung und Kontrastempfindlichkeit der Netzhaut beim parasitären Neunauge Mordacia mordax und seinem nichtparasitären Derivat M . praecox. J. Exp. Biol. jeb.150383 https://doi.org/10.1242/jeb.150383 (2017).

Li, B. et al. Proteomische Analyse der Munddrüsensekretion von nüchternen und fressenden Neunaugen (Lampetra morii). Proteomwissenschaft. 16, 9 (2018).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Dawson, HA, Quintella, BR, Almeida, PR, Treble, AJ & Jolley, JC Die Ökologie der Larven und metamorphosierenden Neunaugen. In Lampreys: Biology, Conservation and Control: Band 1 (Hrsg. Docker, MF) 75–137 (Springer Niederlande, 2015). https://doi.org/10.1007/978-94-017-9306-3_3.

Ito, N. et al. Neuartiges cysteinreiches sekretorisches Protein in der Munddrüsensekretion des parasitären Neunauges Lethenteron japonicum. Biochem. Biophys. Res. Komm. 358, 35–40 (2007).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Jiang, Q. et al. Antiangiogene Aktivitäten von CRBGP aus Munddrüsen von Neunaugen (Lampetra japonica). Biochimie 123, 7–19 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Wishart, DS et al. HMDB 5.0: die Human Metabolome Database für 2022. Nucleic Acids Res. 50, D622–D631 (2022).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Fahy, E. et al. Aktualisierung des umfassenden Klassifizierungssystems LIPID MAPS für Lipide1. J. Lipid Res. 50, S9–S14 (2009).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Tsugawa, H. et al. Ein Lipidomatlas in MS-DIAL 4. Nat. Biotechnologie. 38, 1159–1163 (2020).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Tsugawa, H. et al. Ein chemieinformatischer Ansatz zur Charakterisierung von Metabolomen in mit stabilen Isotopen markierten Organismen. Nat. Methoden 16, 295–298 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Chamberlain, CA, Rubio, VY & Garrett, TJ Einfluss von Matrixeffekten und Ionisierungseffizienz in der nicht-quantitativen ungezielten Metabolomik. Metabolomics 15, 135 (2019).

Artikel PubMed Google Scholar

Wu, ZE, Kruger, MC, Cooper, GJS, Poppitt, SD & Fraser, K. Gewebespezifische Probenverdünnung: ein wichtiger Parameter, der vor der ungezielten LC-MS-Metabolomik optimiert werden muss. Metaboliten 9, 124 (2019).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Odani, S., Ito, N., Hasegawa, M., Uchiumi, T. & Hase, S. Identifizierung von l-3-Hydroxykynurenin-O-sulfat im Munddrüsensekret des parasitären Neunauges Lethenteron japonicum. Aminosäuren 43, 2505–2512 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Viscontini, M. & Schmid, H. Fluoreszierende Stoffe aus Rhodnius prolixus Stål (Hemiptera, Heteroptera) Ein neues Kynureninderivat: 3-Hydroxykynurenin-schwefelsäureester = Rhodnitin. Helvetica Chim. Acta 46, 2509–2516 (1963).

Artikel Google Scholar

Badawy, AA-B. Kynurenin-Weg des Tryptophan-Stoffwechsels: regulatorische und funktionelle Aspekte. Int. J. Tryptophan Res. 10, 1178646917691938 (2017).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Krupa, A. & Kowalska, I. Der Kynurenin-Weg – neue Verbindung zwischen angeborener und adaptiver Immunität bei Autoimmunendokrinopathien. Int. J. Mol. Wissenschaft. 22, 9879 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang, Y. et al. Kynurenin ist ein aus dem Endothel stammender Entspannungsfaktor, der bei Entzündungen produziert wird. Nat. Med. 16, 279–285 (2010).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fazio, F. et al. Gefäßrelaxierende Wirkung des Kynurenin-Metaboliten Xanthurensäure: das fehlende Glied bei Endotoxin-induzierter Hypotonie? Vorderseite. Pharmakol. 8, 214 (2017).

Renaud, CB & Cochran, PA Postmetamorphe Ernährung bei Neunaugen. In Lampreys: Biology, Conservation and Control: Band 2 (Hrsg. Docker, MF) 247–285 (Springer Niederlande, 2019). https://doi.org/10.1007/978-94-024-1684-8_3.

Smith, JJ et al. Das Keimbahngenom des Meerneunauges bietet Einblicke in die programmierte Neuordnung des Genoms und die Evolution der Wirbeltiere. Nat. Genet. 50, 270–277 (2018).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Green, SA, Simoes-Costa, M. & Bronner, ME Evolution der Wirbeltiere vom Kamm aus gesehen. Natur 520, 474–482 (2015).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nikitina, N., Bronner-Fraser, M. & Sauka-Spengler, T. Das Meeresneunauge Petromyzon marinus: ein Modell für die Evolutions- und Entwicklungsbiologie. Kalter Frühling Harb. Protokoll. 2009, pdb.emo113 (2009).

Artikel PubMed Google Scholar

Sower, SA et al. Entstehung eines angestammten Glykoproteinhormons in der Hypophyse des Meeresneunauges, eines Basalwirbeltiers. Endokrinologie 156, 3026–3037 (2015).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Das, S. et al. Entwicklung zweier prototypischer T-Zelllinien. Zellimmunol. 296, 87–94 (2015).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Duan, X. et al. Identifizierung und Entwicklung der Transkriptionsfaktoren der RHR-Genfamilie (NFAT und RBPJ), die an der angeborenen Immunität des Neunauges (Lethenteron reissneri) beteiligt sind. Mol. Immunol. 138, 38–47 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Doolittle, RF Bioinformatische Charakterisierung von Genen und Proteinen, die an der Blutgerinnung bei Neunaugen beteiligt sind. J. Mol. Entwicklung 81, 121–130 (2015).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Alexandrov, T. Räumliche Metabolomik und bildgebende Massenspektrometrie im Zeitalter der künstlichen Intelligenz. Annu. Rev. Biomed. Datenwissenschaft. 3, 61–87 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Taylor, MJ, Lukowski, JK & Anderton, CR Ortsaufgelöste Massenspektrometrie an der einzelnen Zelle: aktuelle Innovationen in der Proteomik und Metabolomik. Marmelade. Soc. Massenspektrometer. 32, 872–894 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dong, Y. & Aharoni, A. Vom Bild zur Erkenntnis: Erforschung von Naturstoffen durch massenspektrometrische Bildgebung. Nat. Prod. Rep. 39, 1510–1530 (2022).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Dong, Y., Li, B. & Aharoni, A. Mehr als Bilder: Wenn MS-Bildgebung auf Histologie trifft. Trends Pflanzenwissenschaft. 21, 686–698 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Feldberg, L., Dong, Y., Heinig, U., Rogachev, I. & Aharoni, A. DLEMMA-MS-Bildgebung zur Identifizierung räumlich lokalisierter Metaboliten und zur Rekonstruktion metabolischer Netzwerkkarten. Anal. Chem. 90, 10231–10238 (2018).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Dong, Y. et al. Die räumliche Metabolitenkartierung mit hoher Massenauflösung erweitert die aktuelle Toolbox zur Entdeckung von Pflanzengenen und -wegen. N. Phytol. nph.16809 https://doi.org/10.1111/nph.16809 (2020).

Oxenkrug, GF Der Tryptophan-Kynurenin-Metabolismus als gemeinsamer Mediator genetischer und umweltbedingter Auswirkungen bei schweren depressiven Störungen: Die Serotonin-Hypothese wurde 40 Jahre später erneut aufgegriffen. Isr. J. Psychiatrie Relat. Wissenschaft. 47, 56–63 (2010).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhai, L. et al. Immunsuppressives IDO bei Krebs: Wirkmechanismen, Tiermodelle und Targeting-Strategien. Vorderseite. Immunol. 11, 1185 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bowman, AS, Dillwith, JW & Sauer, JR Zeckenspeichel-Prostaglandine: Vorhandensein, Herkunft und Bedeutung. Parasit. Heute 12, 388–396 (1996).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Zheng, F. et al. Prostaglandin E1 ist ein wirksames molekulares Werkzeug für die Blutsaugung von Waldegeln. Vorderseite. Tierarzt. Wissenschaft. 7, 615915 (2021).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Tu, AT, Motoyashiki, T. & Azimov, DA Bioaktive Verbindungen in Zecken- und Milbengiften (Speichel). Toxin Rev. 24, 143–174 (2005).

Artikel CAS Google Scholar

Oliveira, CJF et al. Zeckenspeichel dekonstruieren: Nicht-Protein-Moleküle mit starken immunmodulatorischen Eigenschaften *. J. Biol. Chem. 286, 10960–10969 (2011).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Poole, NM, Mamidanna, G., Smith, RA, Coons, LB & Cole, JA Prostaglandin E2 im Zeckenspeichel reguliert die Migration von Makrophagenzellen und das Zytokinprofil. Parasites Vectors 6, 261 (2013).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Neelakanta, G. & Sultana, H. Zeckenspeichel und Speicheldrüsen: Was wissen wir bisher über ihre Rolle bei der Bluternährung von Arthropoden und der Übertragung von Krankheitserregern? Vorderseite. Zelle. Infizieren. Mikrobiol. 11, 816547 (2022).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Dalvin, S., Eichner, C., Dondrup, M. & Øvergård, A.-C. Rollen von drei mutmaßlichen Prostaglandin-E2-Synthasen der Lachslaus (Lepeophtheirus salmonis) in der Physiologie und den Wirt-Parasit-Interaktionen. Parasiten Vektoren 14, 206 2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fast, MD et al. Lepeophtheirus salmonis: Charakterisierung von Prostaglandin E2 in sekretorischen Produkten der Lachslaus mittels RP-HPLC und Massenspektrometrie. Exp. Parasit. 107, 5–13 (2004).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Qian, Y. et al. Prostaglandin E2 in den Speicheldrüsen der weiblichen Zecke, Amblyomma americanum (L.): Kalziummobilisierung und Exozytose. Insektenbiochemie. Mol. Biol. 28, 221–228 (1998).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Figueiredo-Pereira, ME, Corwin, C. & Babich, J. Prostaglandin J2: ein potenzielles Ziel zur Eindämmung entzündungsbedingter Neurodegeneration. Ann. N. Y. Acad. Wissenschaft. 1363, 125–137 (2016).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li, K., Wang, H., Brant, CO, Ahn, S. & Li, W. Multiplex-Quantifizierung neunaugenspezifischer Gallensäurederivate in Umweltwasser mittels UHPLC-MS/MS. J. Chromatogr. B 879, 3879–3886 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Johnson, NS, Yun, S.-S., Buchinger, TJ & Li, W. Mehrere Funktionen eines mehrkomponentigen Paarungspheromons im Meerneunauge Petromyzon marinus. J. Fisch. Biol. 80, 538–554 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ribeiro, JMC & Francischetti, IMB Rolle des Speichels von Arthropoden bei der Bluternährung: Sialome- und Post-Sialome-Perspektiven. Annu. Rev. Entomol. 48, 73–88 (2003).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Dong, Y. et al. RawHummus: eine R Shiny-App zur automatisierten Qualitätskontrolle von Rohdaten in der Metabolomik. Bioinformatik 38, 2072–2074 (2022).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kumar, S., Stecher, G., Li, M., Knyaz, C. & Tamura, K. MEGA X: Analyse der molekularen Evolutionsgenetik auf verschiedenen Computerplattformen. Mol. Biol. Entwicklung 35, 1547–1549 (2018).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

R-Kernteam. R: Eine Sprache und Umgebung für statistische Berechnungen. (R Foundation for Statistical Computing, 2020).

Wickham, H. Datenanalyse. in ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis (Hrsg. Wickham, H.) 189–201 (Springer International Publishing, 2016). https://doi.org/10.1007/978-3-319-24277-4_9.

Xu, S. et al. Verwenden Sie ggbreak, um den Plotraum effektiv für den Umgang mit großen Datensätzen und Ausreißern zu nutzen. Vorderseite. Genet. 12, 774846 (2021).

Referenzen herunterladen

Diese Arbeit wurde finanziert durch das Stipendium der Chinese National Natural Science Foundation (Nr. 31772884, 32070518), den Liaoning Climbing Scholar, den Distinguished Professor of Liaoning (Nr. XLYC2002093), das Projekt der Bildungsabteilung der Provinz Liaoning (Nr. LJKZ0962), Open Fonds des Schlüssellabors für Biotechnologie und Bioressourcennutzung (Dalian Minzu University) und Bildungsministerium (Nr. KF2022003).

Diese Autoren trugen gleichermaßen bei: Meng Gou, Xuyuan Duan, Jun Li, Yaocen Wang.

College of Life Science, Liaoning Normal University, Dalian, 116081, China

Meng Gou, Xuyuan Duan, Jun Li, Yaocen Wang, Qingwei Li und Yue Pang

Neunaugen-Forschungszentrum, Liaoning Normal University, Dalian, 116081, China

Meng Gou, Xuyuan Duan, Jun Li, Yaocen Wang, Qingwei Li und Yue Pang

Kerneinrichtungen für Biowissenschaften, Weizmann Institute of Science, Rehovot, 7610001, Israel

Yonghui Dong

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

MG, YP, QL und YD haben die Studie entworfen und geleitet. MG, XD, JL und YW führten alle Experimente durch. MG und YD führten eine Datenanalyse durch. MG, XD und YD haben die LampreyDB-Datenbank vorbereitet. YD hat den Entwurf geschrieben. Alle anderen Autoren haben das Manuskript überprüft und bearbeitet.

Korrespondenz mit Yue Pang oder Yonghui Dong.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Communications Biology dankt Michael Wilkie und den anderen, anonymen Gutachtern für ihren Beitrag zum Peer-Review dieser Arbeit. Hauptredakteure: Joao Valente.

Anmerkung des Herausgebers Springer Nature bleibt hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten neutral.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht gesetzlich zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Gou, M., Duan, X., Li, J. et al. Räumliche Metabolomik enthüllt die vielfältige Natur der Munddrüse des Neunauges und ihre vielfältigen Mechanismen zur Bluternährung. Commun Biol 6, 881 (2023). https://doi.org/10.1038/s42003-023-05250-x

Zitat herunterladen

Eingegangen: 04. Dezember 2022

Angenommen: 16. August 2023

Veröffentlicht: 28. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-023-05250-x

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein Link zum Teilen verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.