在甲壳类动物复杂的生理调控网络中，其生长、发育以及生殖等关键生理过程受到多种激素的精细调控。甲基法尼酯（Methyl Farnesoate, MF）作为一种重要的激素，在甲壳类动物的生理调控中占据核心地位，其作用机制与昆虫中的保幼激素（Juvenile Hormones, JHs）具有显著的相似性。MF在甲壳类动物体内发挥着类似于JHs在昆虫中的关键作用，参与调节蜕皮周期、性别决定、生殖腺发育等重要生理过程。然而，MF在甲壳类动物的循环系统中存在固有的不稳定性，容易受到代谢酶的降解作用而失去活性，这极大地限制了其在体内的稳定性和功能发挥。尽管30年前科学家们首次在甲壳类动物的血淋巴中鉴定出了能够与MF结合的蛋白质，但这些蛋白质的具体编码基因却一直未被明确鉴定，这成为了该领域研究的一个关键空白点。

本研究通过筛选凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）的基因组序列，鉴定出11个含有保幼激素结合蛋白（Juvenile hormone binding protein，JHBP）结构域的基因。其中，基因XP_027209752.1在成虾肝胰腺中呈现显著高表达。原位杂交、免疫荧光及Western blot实验显示，该基因编码的蛋白在肝胰腺中合成，并分泌至血淋巴循环。等温滴定量热法（ITC）和表面等离子共振（SPR）实验验证了XP_027209752.1对MF具有高度特异性结合亲和力，因此被鉴定为甲壳类动物甲基法尼酯结合蛋白（Methyl farnesoate binding protein，MFBP）。分子对接分析揭示了MFBP与MF结合的分子机制，预测其13个氨基酸残基在形成结合口袋中发挥关键作用，且该结合口袋对MF具有结构偏好。RNA干扰实验表明，沉默MFBP基因可显著加速蜕皮过程，而MF注射则延迟蜕皮，表明内源性MFBP通过结合MF抑制蜕皮。此外，研究发现，在蜕皮及卵巢发育阶段，肝胰腺中MFBP的mRNA水平与血淋巴中MF含量呈显著正相关，且MF在生理浓度下可正向调控MFBP表达。本研究为理解MF介导的对虾发育机制提供了新见解，并为阐明昆虫与甲壳类动物JH/MF系统的进化差异做出了贡献。

上述成果于2025年5月22日被Journal of Biological Chemistry正式接收。河北大学2024级博士研究生杨昊为论文第一作者，河北大学为第一署名与通讯作者单位。河北大学张继泉研究员、中国科学院南海海洋所胡超群研究员、陈廷研究员与上海海洋大学吴旭干教授为论文通讯作者。本研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目资助。

论文信息：Yang H, Chen T*, Zhang X, Zhou MY, Zhang LP, Yan AF, Chen WH, Tan GL, Liang JX, Ren CH, Chen XL, Li Z, Ruan Y, Li JX, Li HM, Luo P, Wang YH, Jiang X, Yin JY, Ma B, Zhu CH, Wu XG*, Zhang JQ*, Hu CQ*. Crustacean methyl farnesoate binding protein (MFBP) is an insect juvenile hormone binding protein homolog (JHBP) that inhibits molting. Journal of Biological Chemistry (Nature Index期刊).

图1 A：22个物种中JHBP结构域基因的数量；B：系统发育分析。

图2 A：L. vannamei中JHBP基因的结构域注释；B：不同组织和发育阶段的表达谱；C：XP_027209752.1在不同组织中的mRNA相对量；D：原位杂交显示mRNA定位；E：蛋白免疫荧光定位；F：Western blot分析蛋白表达。

图3 A：ITC分析配体与r-LvMFBP的结合；B：SPR分析MF与r-LvMFBP的相互作用。

图4 A：LvMFBP与BmJHBP的结构比较；B：LvMFBP的四个MF结合口袋；C：MF和JH III与口袋A的结合；D：口袋A中与MF结合的氨基酸。

图5 RNAi沉默LvMFBP和注射MF后的蜕皮模式变化，圆圈大小表示该阶段个体数量。

图6 A：LvMFBP mRNA在蜕皮周期中的表达；B：蜕皮周期中MF含量；C：卵巢发育中LvMFBP mRNA的表达；D：卵巢发育中MF含量；E：MF对LvMFBP转录的调控。