暗纹东方鲀两种新型Pufflectins的鉴定及其在抗细菌感染中的免疫机制研究

本研究针对水产养殖中暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)易受细菌感染的难题，首次鉴定出两种同源凝集素ToPL-1和ToPL-2，揭示其通过钙依赖性方式识别LPS/PGN等病原相关分子模式(PAMPs)，介导细菌凝集和生长抑制的先天免疫机制。该研究为开发鱼类抗病策略提供了新靶点，论文发表于《Aquaculture》。

　　

在水产养殖领域，细菌性疾病如同悬在养殖户头上的达摩克利斯之剑，尤其对经济价值高的暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)造成严重威胁。这种肉质鲜美的鱼类虽备受市场青睐，却因先天免疫系统不完善而极易受到哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)等病原体的侵袭。传统抗生素的滥用导致耐药菌株涌现，迫使科学家们将目光转向鱼类自身的免疫防御武器——凝集素(lectin)。这类能识别病原表面糖结构的"分子探测器"，在先天免疫中扮演着关键角色。然而，作为凝集素家族特殊成员的pufflectin(PL)，自2003年在红鳍东方鲀(Fugu rubripes)中发现以来，其抗菌机制始终笼罩在迷雾中。

江苏省种业振兴计划项目支持下的研究人员，通过前沿的分子免疫学技术揭开了这一谜题。他们从暗纹东方鲀中首次鉴定出两个新型PL同源物ToPL-1和ToPL-2，系统解析了其在抗细菌感染中的双重防御机制。这项发表于《Aquaculture》的研究，不仅填补了鱼类PL免疫功能认知的空白，更为开发绿色抗病制剂提供了理论基石。

研究团队运用转录组测序结合PCR技术克隆基因，通过原核表达系统制备重组蛋白，采用细菌凝集实验和生长抑制试验评估功能，并利用糖结合实验验证其与LPS/PGN的相互作用。实验样本来自江苏南通养殖场的健康暗纹东方鲀，体重25±2.5g，体长12±2.2cm。

序列特征揭示结构奥秘
生物信息学分析显示，ToPL-1和ToPL-2均含有典型的B型凝集素结构域(BTLD)，分子量分别为13.41kDa和13.20kDa。值得注意的是，两者均具有保守的甘露糖结合基序QXDXNXVXY，这种独特的"β-棱柱"架构为其糖识别能力提供了结构基础。

组织分布暗示防御前线
定量PCR揭示ToPLs在鳃和肠道中呈优势表达，这与这些组织直接接触病原体的生物学特性高度吻合。当遭遇哈维氏弧菌或嗜水气单胞菌攻击时，鳃、肠和肾脏中的表达量显著上调，暗示其参与粘膜免疫和系统免疫的双重防御。

钙离子激活的"分子胶水"
重组蛋白功能实验令人振奋：在Ca²⁺存在下，rToPL-1/2能使金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)和哈维氏弧菌发生明显凝集。这种钙依赖性特征与CTL家族凝集素相似，Ca²⁺通过稳定其碳水化合物识别域(CRD)增强了对病原表面多糖的亲和力。

双重抗菌机制揭秘
研究首次证实rToPLs能直接结合革兰氏阴性菌的LPS和革兰氏阳性菌的PGN，这种"精准识别"不仅导致细菌凝集，更能抑制病原体增殖。尤其对水产常见致病菌哈维氏弧菌的抑制效果显著，为解释暗纹东方鲀抵抗水环境病原入侵提供了分子依据。

这项研究突破了人们对鱼类PL功能的传统认知，揭示ToPLs通过"识别-凝集-抑制"三位一体的防御机制。其钙依赖性特征为开发基于水质Ca²⁺浓度调节的免疫增强策略提供了新思路。作者Ruixia Wang和Ying Huang等强调，ToPLs作为先天免疫的关键效应分子，其在不同发育阶段的表达调控及与其它免疫因子的协同机制值得深入探索。该发现不仅对保障暗纹东方鲀养殖业可持续发展具有重要意义，更为其它经济鱼类的抗病育种提供了候选靶标。未来研究可进一步探索PLs在疫苗佐剂和饲料添加剂中的应用潜力，推动水产养殖业向绿色防控方向转型。