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免疫球蛋白超家族(IgSF)是所有含有免球蛋白样三维拓扑结构的蛋白分子的群体集合。脊椎动物中含有基于免疫球蛋白的适应性免疫,无脊椎动物虽然缺乏高度可变的免疫球蛋白,但已有研究表明无脊椎动物中具有类似适应性免疫的“选择适应性免疫”(alternative adaptive immunity),无脊椎动物中的免疫球蛋白超家族(IgSF)成员分子可能在无脊椎动物的“选择适应性免疫”应答中发挥重要作用。目前对于软体动物IgSF成员结构和免疫功能的了解非常有限。本文采用生物信息学、分子生物学、免疫学等手段,鉴定并分析了长牡蛎Ig SF分子的结构和进化特征,探讨了IgSF分子在长牡蛎个体发育和免疫微生物(河口弧菌、溶藻弧菌、塔氏弧菌、灿烂弧菌和鳗弧菌)和PAMPs(LPS、PGN、GLU和poly(I:C))刺激的表达模式,查明了几种IgSF成员分子(CgJAM-A-L、CgSiglec-1和CgNCAM)的结构与免疫学功能。通过结构域分析,从长牡蛎中共鉴定得到了268个IgSF成员分子,分别含有1-36个Ig结构域,其中162个基因由Ig结构域串联重复而成,而其余106个基因(39.6%)则由Ig结构域与其它结构域重组而成。注释分析提示长牡蛎IgSF主要具有识别和粘附的功能,其中共有217个IgSF成员分子被预测具有识别和结合的功能。HMM-3D功能聚类的分子结果对GO注释的结果做了进一步的补充,将部分在Blast2GO软件中未能成功注释基因与其他明确注释基因聚类到了一起。根据已报道海洋动物基因组中IgSF的进化分析发现,IgSF家族体现出以海绵动物、棘皮动物和半索动物为节点的阶段性扩张趋势。转录组分析发现PAMPs和弧菌刺激后表达量显著升高的IgSF分子数量分别达到116和166个,提示长牡蛎IgSF可能在免疫应答反应中发挥重要功能。发现大量的IgSF在免疫响应中具有高度的特异性,且含较少Ig结构域的IgSF分子功能多样性更为丰富,表明长牡蛎IgSF在进化扩张过程中存在结构和功能的分化。在灿烂弧菌刺激的转录组分析中筛选获得大量的IgSF单碱基突变和可变剪接,并且有大量突变位点具备对灿烂弧菌二次刺激的特异性,暗示长牡蛎IgSF可能通过点突变和可变剪接产生多样性,且点突变形成的新个体变异型可能参与“选择适应性免疫”应答。另外通过分析长牡蛎不同时期的转录组数据发现,部分长牡蛎igsf能够在特定发育时期上调表达,可能参与母源免疫和卵裂期、胚胎期、幼虫期和稚贝型的发育调控。非跨膜型的cgjam-a-l是在长牡蛎中发现的一个jam家族分子同源基因,含有三个串联的i-set型ig结构域。它能够识别并结合多种pamps(lps、pgn、man、lta、poly(i:c)和glu)和微生物(灿烂弧菌、鳗弧菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌、耶罗维亚酵母和毕赤酵母),并在长牡蛎的固有免疫应答中发挥调理作用。同时cgjam-a-l的结构进化信息表明了jam家族分子与抗体分子可能具有一个多功能的“祖先基因”,并在进化中实现了功能的特异性分化,从而分别形成jam和抗体分子。跨膜型的cgsiglec-1基因包含两个ig结构域和两个胞内的受体酪氨酸抑制基序(itim),并在长牡蛎的免疫识别和诱导下游级联反应中发挥连接作用。它在各组织中广泛分布,并且血淋巴细胞中的转录本能够在灿烂弧菌刺激后显著地上调。cgsiglec-1能够结合多种pamps(psias、lps和pgn),并且通过抑制下游信号通路,在血淋巴细胞的凋亡、吞噬和细胞因子的释放中发挥调节作用。跨膜型的cgncam包含五个ig结构域、两个fniii结构域和一个跨膜区,并可能在长牡蛎的固有免疫中发挥模式识别作用。它与一种植物的凝集素具有较高的相似性,并且在微生物刺激后,血淋巴细胞中的mrna能够显著上调。重组的rcgncam蛋白具有对多种pamps(lps、glu和man)和微生物(灿烂弧菌、鳗弧菌、大肠杆菌、藤黄微球菌、耶罗维亚酵母和毕赤酵母)的广谱识别能力。同时cgncam还可能在长牡蛎extracellulartraps的形成中发挥重要的作用。三中不同类型的igsf共同说明长牡蛎igsf的主要功能是识别和粘附,游离型的igsf可能发挥调理分子的作用,而跨膜型igsf能够作为抗原分子的表面受体并调节下游的免疫通路。综上所述,长牡蛎中的igsf数目众多,种类丰富,并能够在免疫应答中发挥重要作用。长牡蛎igsf可能通过点突变和可变剪接产生基因的多样性,且新形成的个体变异型可能参与“选择适应性免疫”应答。igsf成员分子cgjam-a-l、cgsiglec-1和cgncam能识别结合多种外源微生物,并分别发挥调理分子、免疫调节分子和表面受体的作用。该结果探索了无脊椎动物中igsf分子与高等动物的异质性,初步揭示无脊椎动物IgSF分子在“选择适应性免疫”中的作用,为进一步研究IgSF分子的进化提供了分子生物学证据,丰富和发展了海洋无脊椎动物免疫学内容。