金头鲷血清代谢组学揭示hepcidin 1免疫调节新机制：脂质代谢与能量通路的关键作用

本研究针对水产养殖中宿主防御肽(HDPs)功能机制不清的问题，通过HILIC-ESI+/-和RP-ESI+/-技术分析金头鲷注射hepcidin 1后的血清代谢变化。发现该肽显著改变474种代谢物，激活嘌呤代谢、泛酸-CoA合成等通路，上调腺苷(40.3倍)、乙酸(24.8倍)等免疫相关分子，首次揭示hepcidin 1通过调控核苷酸代谢和糖酵解增强鱼类抗病力的分子机制，为开发新型渔用免疫增强剂提供理论依据。

　　

（背景段）
在全球水产养殖产量预计2030年达1.06亿吨的背景下，集约化养殖导致的病害问题日益突出。宿主防御肽(HDPs)作为先天免疫的关键效应分子，其在水产动物中的免疫调控机制仍存在巨大认知空白。金头鲷(Sparus aurata)作为地中海地区最重要的经济鱼种之一，其体内发现的13种hepcidin肽中，hepcidin 1因其兼具铁代谢调控和广谱抗菌活性而备受关注。然而，这种具有25个氨基酸的小分子肽(QSHLSLCRWCCNCCRGNKGCGFCCKF)如何通过代谢重编程影响鱼类免疫防御，始终是困扰研究人员的难题。

（研究机构与方法）
来自穆尔西亚大学（University of Murcia）的研究团队通过腹腔注射25μM hepcidin 1，4天后采集血清，采用亲水相互作用色谱(HILIC)和反相色谱(RP)结合电喷雾电离正负离子模式(ESI^+/-)，利用MetaboAnalyst进行主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计分析，结合KEGG通路富集，系统解析了hepcidin 1的代谢调控网络。

（结果段）
3.1 数据特征
从2081个初始代谢物中筛选出474个显著差异物，HILIC-ESI⁺捕获42.3%代谢变异，显示对照组与处理组明显聚类。

3.2 关键代谢物
腺苷(adenosine)浓度激增40.3倍，溶血磷脂酰乙醇胺(LysoPE 24:6/0:0)上调79.2倍，而PE(19:0/22:6)骤降98.6%。负离子模式检测到乙酸(acetic acid)增加24.8倍，肌苷(inosine)升高3.3倍。

3.3 通路富集
嘌呤代谢(purine metabolism)富集度达6倍，Pantothenate and CoA biosynthesis通路中泛酸(pantothenate)显著降低。糖酵解/糖异生(glycolysis/gluconeogenesis)和核黄素代谢(riboflavin metabolism)均呈现显著激活。

3.5 代谢网络
通过火山图分析确认26个HILIC-ESI⁺代谢物和16个HILIC-ESI^-代谢物发生显著改变，其中LysoPC(14:0)、亚油酰肉碱(linoleyl carnitine)等脂类分子与免疫调节密切相关。

（讨论与意义）
该研究首次证实hepcidin 1通过三重代谢机制增强鱼类免疫力：1）通过提升腺苷水平激活嘌呤代谢，促进免疫细胞增殖；2）增加乙酸产量强化糖酵解通路，为免疫反应供能；3）调控LysoPE等脂质分子重塑细胞膜功能。这些发现不仅解释了hepcidin 1除直接杀菌外的免疫调节功能，更揭示了代谢重编程是HDPs发挥作用的进化保守机制。研究建立的血清代谢组学分析方案，为评估其他渔用免疫增强剂提供了标准化范式。论文发表在《Fish & Shellfish Immunology》，对开发替代抗生素的水产免疫制剂具有重要指导价值。