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溶藻弧菌（Vibrio alginolyticus）可致多种水生动物患病，法螺乌贼（Sepia pharaonis）也受其威胁。研究人员克隆V. alginolyticus H1 的colA基因，构建敲除突变体。结果表明 ColA 是关键致病因子，能调节乌贼免疫相关通路，为防控溶藻弧菌病提供依据。
在神秘的海洋世界里，水生动物们正遭受着各种疾病的威胁。其中，由弧菌属细菌引发的弧菌病，就像一场可怕的瘟疫，在水生生物群体中肆虐。溶藻弧菌（
Vibrio alginolyticus）作为一种革兰氏阴性的机会致病菌，更是让众多海洋生物 “苦不堪言”。它能感染虾、鱼、贝类等多种生物，严重阻碍了水产养殖业的可持续发展。
法螺乌贼（Sepia pharaonis）因其生长迅速、营养价值高，在水产养殖领域有着广阔的前景。然而，溶藻弧菌却成为了它养殖路上的 “拦路虎”，它能引发法螺乌贼皮肤溃疡综合征（SUS），导致高达 90% 的死亡率，这让养殖户们头疼不已。
此前，虽然已经知道溶藻弧菌有一些致病因子，比如外膜蛋白 A（OmpA）、黏附素、溶血素等，但对于胶原酶在其致病过程中的作用，却知之甚少。以往对溶藻弧菌胶原酶的研究，大多集中在表达调控和生物医药应用方面，在致病性研究上存在明显的空白。为了填补这一空白，探索溶藻弧菌感染法螺乌贼的致病机制，来自国内的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。
研究人员开展了一系列深入的研究，最终发现由colA基因编码的胶原酶（ColA）是溶藻弧菌的关键致病因子，它能够调节法螺乌贼体内特定的免疫相关通路。这一发现意义重大，为深入了解溶藻弧菌的致病机制提供了新的视角，也为防控溶藻弧菌引发的疾病，保障水产养殖业的健康发展提供了重要的理论依据。该研究成果发表在《Aquaculture》杂志上。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是实时逆转录聚合酶链式反应（real time RT–PCR），用于测定不同氧化还原压力下 ColA 在 mRNA 水平的表达；二是明胶生化管实验，以此检测 ColA 的酶活性；三是构建基因敲除突变体，通过敲除colA基因构建 ΔcolA突变体，研究其对法螺乌贼的毒力变化；四是转录组分析，探究感染不同菌株的法螺乌贼的差异表达基因（DEGs）和免疫相关通路。实验中的法螺乌贼样本来源于中国海南省收集的野生乌贼卵孵化出的个体。
下面来详细看看研究结果：
- 溶藻弧菌 H1 具有高胶原降解能力：通过明胶降解试验发现，E. coli DH5α 没有明胶降解能力，而溶藻弧菌 H1 却展现出强大的明胶降解能力，与阳性对照P. aeruginosa PA14 几乎相同。从法螺乌贼皮肤提取的胶原蛋白被鉴定为 I 型胶原蛋白，由 α1、α2和 β 链组成，分子量约为 135 kDa，溶藻弧菌 H1 的上清液能显著降解这种胶原蛋白，这表明溶藻弧菌 H1 具有高胶原降解能力。
- 不同氧化还原压力下 ColA 的表达和酶活性：利用 real time RT–PCR 和明胶生化管实验测定发现，在不同氧化还原压力下，ColA 在 mRNA 水平的表达和酶活性会发生变化。研究发现，溶藻弧菌 H1 总胶原酶活性在氧化还原压力下降低，主要是因为上清液中细胞外酶活性降低。
- ColA 对溶藻弧菌毒力的影响：敲除colA基因构建 ΔcolA突变体，与野生型（WT）菌株相比，ΔcolA突变体对法螺乌贼的毒力明显降低。这直接证明了 ColA 在溶藻弧菌对法螺乌贼的致病过程中起着重要作用。
- 转录组分析结果：对感染 WT 和 ΔcolA的法螺乌贼进行转录组分析，发现感染 ΔcolA的个体中有 392 个差异表达基因（DEGs），其中 111 个上调，281 个下调。哺乳动物基质金属蛋白酶 19（MMP19）水平下调，同时，ErbB 信号通路、JAK-STAT 信号通路等免疫相关通路下调，而内质网中的蛋白质加工过程上调。这进一步揭示了 ColA 影响法螺乌贼免疫相关通路的分子机制。
研究结论和讨论部分再次强调了 ColA 作为溶藻弧菌致病因子的重要性。以往研究表明，基质金属蛋白酶（MMPs）的上调会导致细胞外基质（ECM）成分过度降解，可能是皮肤溃疡综合征（SUS）的主要原因。而此次研究发现，溶藻弧菌 H1 的胶原酶 ColA 通过影响法螺乌贼体内的免疫相关通路，在致病过程中发挥关键作用。这一研究不仅填补了溶藻弧菌胶原酶在致病性研究方面的空白，还为深入理解溶藻弧菌与水生动物之间的相互作用提供了重要线索。未来，有望基于这些研究成果，开发出更有效的防控策略，减少溶藻弧菌对水产养殖业造成的损失，让海洋生物们能在更健康的环境中生长繁衍。
