大菱鲆SCARA3通过XIAP调控细胞凋亡的分子机制及其在鱼类疾病治疗中的潜在价值

本研究针对大菱鲆（Scophthalmus maximus L.）细菌感染引发的免疫调控难题，首次鉴定了其A类清道夫受体成员3（SCARA3）基因，揭示了该基因通过直接结合X连锁凋亡抑制蛋白（XIAP）激活Caspase3调控细胞凋亡的分子机制。研究人员通过重组蛋白结合实验、流式细胞术和免疫共沉淀（Co-IP）等技术，证实SCARA3在肠道等黏膜组织中高表达且对LPS具有强亲和力，其过表达可使细胞凋亡率提升10.03%，而XIAP共表达可显著抑制凋亡（51.17% vs 72.72%）。该成果为鱼类先天免疫机制提供了新见解，并为开发靶向治疗策略奠定理论基础。

　　

在水产养殖业蓬勃发展的背后，细菌性疾病正成为制约产业可持续发展的隐形杀手。以大菱鲆为代表的珍贵经济鱼类，常因弧菌（Vibrio anguillarum）和杀鲑气单胞菌（Aeromonas salmonicida）感染导致大规模死亡，每年造成巨额经济损失。传统抗生素的滥用不仅引发耐药性问题，更威胁食品安全和生态环境。在这一背景下，探索鱼类自身免疫防御机制，尤其是先天免疫系统中关键模式识别受体（PRRs）的作用，成为解决困境的新思路。

清道夫受体（SRs）作为先天免疫的重要"哨兵"，能够识别病原体相关分子模式（PAMPs），但鱼类中A类清道夫受体成员3（SCARA3）的功能仍属未知领域。为此，中国水产科学研究院黄海水产研究所的科研团队在《Developmental 》发表重要成果，首次系统揭示了大菱鲆SCARA3（SmSCARA3）通过调控凋亡通路参与抗菌免疫的分子机制。

研究采用生物信息学分析、qPCR组织分布检测、重组蛋白表达与结合实验、基因干扰/过表达、流式细胞术和免疫共沉淀（Co-IP）等关键技术。实验样本包括健康大菱鲆的8种组织及细菌感染后的黏膜组织（肠、鳃、皮肤），并使用HEPG2细胞系进行功能验证。

序列鉴定和生物信息学分析
通过跨物种比对获得SmSCARA3基因（Gene ID: 118289953），其ORF长1815 bp编码604个氨基酸，与牙鲆（Paralichthys olivaceus）同源性达93.2%。系统发育分析显示该基因在脊椎动物中具有保守的共线性特征。

SmSCARA3基因特征与表达模式
组织分布显示SmSCARA3在肠道中表达最高，脑组织最低。细菌感染后，黏膜组织呈现动态表达：弧菌感染6h后肠组织表达量激增3.5倍，而杀鲑气单胞菌感染则使鳃组织表达峰值延迟至48h。重组SmSCARA3蛋白（rSmSCARA3）对LPS的结合能力显著强于PGN和LTA。

功能机制解析
过表达SmSCARA3使HEPG2细胞凋亡率增加10.03%，并激活凋亡执行者Caspase3。关键发现是SmSCARA3与XIAP的直接相互作用——当两者共表达时，细胞凋亡率从对照组的72.72%降至51.17%。Co-IP实验证实这种物理结合是调控凋亡的核心机制。

该研究首次绘制了"SCARA3-XIAP-Caspase3"调控轴在硬骨鱼免疫防御中的功能图谱。这不仅完善了清道夫受体家族在低等脊椎动物中的进化理论，更创新性地提出：靶向干预SCARA3-XIAP相互作用可能成为控制鱼类细菌感染的新策略。相较于传统抗生素，这种基于宿主自身免疫调控的治疗方法具有环境友好、不易诱发耐药性等优势，为水产疫苗和免疫增强剂的开发提供了分子靶点。研究团队特别指出，SmSCARA3在肠道中的高表达特性，使其有望成为通过饲料添加剂进行黏膜免疫调控的理想靶标，这对实现无抗养殖具有重要实践价值。