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在水产养殖中，斑点叉尾鮰受嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）引发的出血性疾病影响严重。研究人员分析皮质醇对受该菌刺激的脾脏组织的免疫调节作用，发现 167 个差异表达基因（DEGs），涉及多种生物途径。这有助于理解皮质醇在鱼类免疫反应中的机制。
在水产养殖的大舞台上，斑点叉尾鮰（Ictalurus punctatus）可是一位 “明星选手”。它凭借生长迅速、适应力强和颇高的经济价值，在水产养殖业占据着重要地位。然而，有一种名为嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）的 “小怪兽”，给斑点叉尾鮰的养殖带来了大麻烦，它引发的出血性疾病，让养殖户们头疼不已。
在生物的世界里，神经内分泌系统和免疫系统之间有着千丝万缕的联系，就像两个亲密无间的伙伴，相互协作又相互影响。在鱼类中，下丘脑 - 垂体 - 肾间（HPI）轴则是这两个系统交流的重要 “桥梁”，而皮质醇作为硬骨鱼类体内的主要糖皮质激素，直接受 HPI 轴调控，它广泛参与到鱼类众多的生理活动中，是维持鱼类正常生理功能的重要 “小能手” 。当鱼类遭遇各种压力时，皮质醇就会挺身而出，参与免疫反应的调节。在哺乳动物中，糖皮质激素有着明确的免疫调节作用，比如能诱导适应性免疫反应从辅助性 T 细胞 1（TH1）向辅助性 T 细胞 2（TH2）转变 。在鱼类研究领域，虽然已经知道皮质醇和免疫之间存在各种联系，但其中具体的分子机制却像被一层神秘的面纱遮挡着，模糊不清。
同时，全球水产养殖业因疾病爆发遭受了巨大损失，这使得对鱼类免疫反应的研究愈发重要。斑点叉尾鮰在中国频繁遭遇包括出血性疾病在内的多种细菌性疾病，虽然之前有一些关于革兰氏阴性菌和脂多糖（LPS）的研究，但对于影响斑点叉尾鮰的细菌性疾病，人们的了解还远远不够。脾脏作为鱼类最重要的淋巴器官，是免疫细胞的 “大本营”，对免疫系统的高效运作起着关键作用。因此，为了深入了解皮质醇在鱼类免疫反应中的作用机制，江苏省淡水水产研究所的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们希望通过研究，揭开皮质醇调节鱼类免疫反应的神秘面纱，为斑点叉尾鮰细菌性疾病的防治提供理论依据，从而助力水产养殖业的健康发展。这项研究成果发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》上，引起了该领域众多学者的关注。
研究人员在开展这项研究时，运用了多种关键技术方法。首先，在样本选择上，他们选用了来自江苏省淡水水产研究所扬中养殖基地人工繁殖的斑点叉尾鮰。然后，使用了 RNA 测序（RNA - seq）技术，对样本进行分析。通过该技术，能够获取大量的基因表达数据，为后续的研究提供了坚实的数据基础。
下面我们来详细看看研究结果：
- RNA - seq 数据：研究人员对注射后 1 小时各实验组斑点叉尾鮰脾脏的 RNA 进行测序，Illumina 系统生成了超过 2000 万对碱基的高质量测序数据。所有测试样本的清洁读数（clean reads）Q20 超过 97%，Q30 高于 92%。使用 HISAT2 将清洁读数比对到参考基因组，每个样本中总比对读数超过 87%，其中唯一比对读数约占 72%。这些高质量的数据，为后续准确分析基因表达差异提供了保障。
- 差异表达基因（DEGs）的鉴定：通过转录组分析，研究人员发现了 167 个受皮质醇调节的差异表达基因（DEGs）。这些基因就像是被皮质醇操控的 “小开关”，它们的表达变化可能影响着鱼类的免疫反应。
- KEGG 富集分析：京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析表明，这些差异表达基因主要与多种生物途径相关，包括抗原加工和呈递、膀胱癌、动物自噬、脂质代谢和动脉粥样硬化等。这说明皮质醇对鱼类免疫反应的调节涉及到多个生物学过程，其作用机制十分复杂。
- 蛋白 - 蛋白相互作用网络分析：进一步的蛋白 - 蛋白相互作用网络分析显示，这些差异表达基因参与了关键的信号通路，如缺氧诱导因子（HIF）、Janus 激酶 - 信号转导及转录激活因子（JAK - STAT）和核因子 κB（NF - κB）信号通路。这些信号通路在细胞的生长、分化和免疫反应中起着至关重要的作用，皮质醇可能通过调节这些信号通路来影响鱼类的免疫功能。
研究结论和讨论部分指出，之前的研究虽然知道皮质醇在生理代谢和免疫调节中发挥作用，但对其调节免疫的具体机制知之甚少。而本研究发现，皮质醇在嗜水气单胞菌感染的斑点叉尾鮰脾脏组织中，通过调节关键信号通路发挥免疫调节作用。这一发现具有重要意义，它为深入理解皮质醇在鱼类免疫反应中的作用机制提供了关键线索，让人们对鱼类免疫系统和神经内分泌系统之间的相互作用有了更深入的认识。同时，也为斑点叉尾鮰细菌性疾病的防治开辟了新的思路，未来或许可以根据这些机制，开发出更有效的防治策略，减少水产养殖业的损失，推动水产养殖业朝着更加健康、可持续的方向发展。
