银鲳(Pampus argenteus)半胱氨酸蛋白酶抑制剂(Cystatin)基因家族全基因组鉴定及免疫防御功能解析

本研究针对银鲷(Pampus argenteus)养殖中Vibrio parahaemolyticus等病原体威胁问题，通过全基因组鉴定获得8个Cystatin家族成员(Pacystatin A-F、kininogen1/2)，揭示其进化保守性和组织特异性表达特征。研究发现rPaCystatin C/F不仅能显著抑制papain活性，还对V. parahaemolyticus等病原体具有广谱抗菌作用，且耐高温特性使其具备作为水产饲料添加剂的潜力，为鱼类抗病育种提供新策略。

　　

在水产养殖业蓬勃发展的今天，银鲳(Pampus argenteus)因其肉质鲜美成为重要经济鱼种，但高密度养殖导致的细菌性疾病却成为产业发展的"拦路虎"。其中，革兰氏阴性菌Vibrio parahaemolyticus(V. parahaemolyticus)引发的急性败血症可造成大规模死亡，每年带来巨大经济损失。面对这一挑战，鱼类自身的免疫防御机制成为研究焦点——半胱氨酸蛋白酶抑制剂(Cystatin)家族作为天然"分子卫士"，既能调控细胞内蛋白水解平衡，又能直接抑制病原体蛋白酶活性，但其在银鲳中的系统研究尚属空白。

宁波大学的研究团队在《Aquaculture》发表的研究填补了这一空白。研究人员首先通过本地BLAST比对从银鲳基因组中鉴定出8个Cystatin家族成员，包括Pacystatin A-F和kininogen1/2。采用qRT-PCR分析组织分布特征，并通过V. parahaemolyticus感染实验检测免疫应答模式。关键技术包括：1)基于10个物种同源序列的全基因组筛选；2)重组蛋白(rPaCystatin C/F)原核表达系统；3)抑菌圈实验评价抗菌活性；4)高温处理验证蛋白稳定性。

Identification and sequence analysis of PaCystatins
系统发育树显示银鲳Cystatin与其它硬骨鱼类成员高度保守，所有成员均含有特征性CY结构域。值得注意的是，Pacystatin C/F在鳃、肝脏等免疫相关组织高表达，暗示其在宿主防御中的特殊地位。

Genome-wide identification of PaCystatin family
基因结构分析揭示同一亚家族成员具有相似的外显子-内含子排布。启动子区预测发现多个应激响应元件，为解释其在病原感染后的差异表达提供依据。

Discussions
当遭遇V. parahaemolyticus入侵时，肝脏中Pacystatin B表达量激增6.8倍，而肾脏中Pacystatin F2呈现双相调节模式。体外实验证实，重组蛋白rPaCystatin C在80°C处理30分钟后仍保持70%以上抑菌活性，这种"分子盔甲"特性使其在高温饲料加工中独具优势。

Conclusion
该研究不仅绘制了银鲳Cystatin家族的完整图谱，更发现rPaCystatin C/F兼具蛋白酶抑制和广谱抗菌(double-edged sword)功能。这些耐高温的"多面手"分子为开发新型饲料添加剂开辟道路，其独特的组织特异性表达模式也为鱼类抗病育种提供分子标记。正如通讯作者Xubo Wang强调的，这项研究实现了从基因组挖掘到应用潜力的全链条解析，为水产病害绿色防控提供了原创性解决方案。