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为解决气候变化下尖吻鲈（Lates calcarifer）受哈维氏弧菌（V. harveyi）感染及冷应激影响的问题，研究人员开展了其转录组（mRNA）和 microRNA 响应研究。结果发现冷应激削弱免疫调节能力致炎症反应过度。该研究有助于理解宿主 - 病原体相互作用。
在水产养殖业蓬勃发展的当下，尖吻鲈凭借生长迅速、适应多种水环境等优势，成为全球暖水养殖的 “明星物种”。然而，哈维氏弧菌引发的病害却如同一颗 “定时炸弹”，严重阻碍着产业的扩张。更糟糕的是，气候变化带来的极端天气，尤其是异常低温，让情况雪上加霜，大大增加了尖吻鲈患病的风险。此前，虽然人们对鱼类应对哈维氏弧菌感染的免疫反应有所了解，但对于环境应激因素，特别是冷应激，如何与感染相互作用，进而影响鱼类的免疫反应，仍知之甚少。此外，非编码 RNA 在鱼类免疫调节中的作用也有待深入挖掘。在这样的背景下，来自澳大利亚悉尼大学的研究人员开展了一项重要研究，该研究成果发表在《Developmental 》上。
研究人员为探究冷应激和哈维氏弧菌感染对尖吻鲈幼鱼早期转录组（mRNA）和 microRNA 响应的综合影响，开展了一系列实验。他们从澳大利亚昆士兰州濒死的尖吻鲈中分离出哈维氏弧菌菌株 TCFB 0558，用于后续实验。实验鱼为 30 - 40mm 的尖吻鲈幼鱼，购自商业孵化场，在实验前进行了两周的适应性饲养。实验设置了多个处理组，包括基线对照（Baseline - Control）、温暖对照（Control - Warm）、寒冷对照（Control - Cold）、温暖感染（Vibrio - Warm）和寒冷感染（Vibrio - Cold）组。在感染实验中，鱼体先进行皮肤创伤处理，然后分别浸入含哈维氏弧菌或磷酸盐缓冲盐水（PBS）的溶液中，之后部分鱼转移至 22°C 模拟冷应激，部分保持在 30°C。在感染后的不同时间点，研究人员采集鱼的鳃、肝脏、头肾和脾脏等组织样本，其中脾脏样本用于 RNA 测序和免疫研究。
研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是高通量测序技术，对提取的脾脏总 RNA 进行 mRNA 和 miRNA 测序，获取基因表达数据。其次，使用生物信息学工具对测序数据进行分析，如用 STAR 软件将 mRNA reads 比对到尖吻鲈参考基因组，用 miRDeep2 识别已知和新的 miRNA；通过 edgeR 和 Limma 等 R 包进行差异表达分析和功能富集分析，确定差异表达基因（DEGs）和差异表达 miRNA（DE miRNAs），并预测 miRNA 的靶基因，构建 mRNA - miRNA 调控网络。
在转录组测序结果方面，研究人员获得了大量高质量的原始 reads，且大部分样本的测序质量良好。差异表达分析显示，Vibrio - Cold 组的差异表达基因数量最多，共 3231 个，表明哈维氏弧菌感染和冷应激共同作用对基因表达影响显著。功能富集分析发现，在基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库中，Vibrio - Cold 和 Vibrio - Warm 组在多个免疫相关通路显著富集，如防御反应、细胞因子 - 细胞因子受体相互作用等通路，这些通路涉及多种免疫相关基因的上调，包括 toll 样受体 13（LOC108885100）、抗菌肽（hamp）、白细胞介素（il1、il6、il8、il17）等，表明机体启动了强烈的免疫反应。同时，Vibrio - Cold 组也有部分与膜运输、免疫相关的通路下调。
在 miRNA 相关结果中，研究人员从样本中鉴定出大量潜在 miRNA，经过筛选最终确定 237 个 miRNA 用于差异表达分析。结果显示，Vibrio - Warm 组的差异表达 miRNA 数量最多，而 Vibrio - Cold 组仅有 8 个。预测 miRNA 靶基因发现，不同处理组中 miRNA 的靶基因数量和功能存在差异。例如，在 Vibrio - Cold 组中表达较高的 miR - 21b - 3p，其在感染处理组中的靶基因数量远多于对照组，且靶基因涉及免疫反应、细胞信号传导等多种功能。
综合研究结果，研究人员得出结论：哈维氏弧菌感染可引发尖吻鲈强烈的先天免疫反应和促炎细胞因子表达，而冷应激会阻碍 miRNA 的正常调节功能，导致感染哈维氏弧菌的尖吻鲈出现炎症反应过度的状态，这可能是冷应激和感染共同作用下死亡率升高的原因。该研究首次同时评估了冷应激和哈维氏弧菌感染对尖吻鲈转录组和 miRNA 响应的影响，为理解鱼类先天免疫反应和 miRNA 在硬骨鱼中的调节作用提供了新视角，对开发水产养殖疾病防控策略具有重要意义。未来，研究人员可进一步验证差异表达 miRNA 的功能，探索其作为疾病生物标志物的潜力，为水产养殖业的健康发展提供更多理论支持和技术手段。
