环状RNA circPIK3C2A动态调控自噬与凋亡增强黄颡鱼抗菌免疫的机制研究

针对黄颡鱼养殖中由嗜水气单胞菌（Aeromonas veronii）感染引发的重大经济损失问题，南京师范大学团队揭示了环状RNA circPIK3C2A通过动态调控自噬（autophagy）与凋亡（apoptosis）的双阶段免疫防御机制。研究发现，circPIK3C2A在感染早期（6 hpi）促进自噬并抑制凋亡以清除病原体，而在晚期（8 hpi）逆转作用以清除受损细胞，其敲除显著加重感染损伤。该研究为水产抗病育种提供了新型分子靶标（circPIK3C2A），并拓展了低等脊椎动物中circRNA的免疫调控认知。

　　

论文解读

在水产养殖业蓬勃发展的今天，黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）作为中国重要的淡水经济鱼种，正面临嗜水气单胞菌（Aeromonas veronii）的严重威胁。这种革兰阴性菌不仅引发腹水病导致鱼群大规模死亡，还具备跨物种感染能力，甚至威胁人类健康。更棘手的是，传统抗生素治疗因耐药性问题逐渐失效。与此同时，环状RNA（circRNA）——一类首尾共价闭合的非编码RNA（ncRNA），虽在哺乳动物免疫调控中备受关注，但在低等脊椎动物中的功能仍属未知。这一背景下，南京师范大学的研究团队通过解析黄颡鱼感染应答中的关键circRNA，为水产抗病策略提供了新思路。

研究团队采用高通量测序（PRJNA839857数据集）筛选感染差异表达circRNA，结合qPCR验证、RNase R耐受实验及Sanger测序确认环化位点，锁定候选分子circPIK3C2A。通过构建siRNA敲降模型、检测肝组织细菌载量（CFU计数）及病理切片分析，评估其免疫功能；进一步利用Western blot、流式细胞术及透射电镜解析其对自噬（LC3-II/Beclin1）与凋亡（Caspase-3/Bax）的时空调控机制，并验证其通过母基因pik3c2a介导的信号传导。

结果解析

1. Identification and characterization of circPIK3C2A involved in innate immunity
   高通量数据揭示，circPIK3C2A在感染6 hpi时表达激增，且全程维持高水平。结构验证显示其由pik3c2a基因外显子4-7反向剪接形成，具有典型环状特征（RNase R抗性、反向引物扩增）。

2. Discussion
   研究发现circPIK3C2A呈现“双相开关”作用：早期（6 hpi）通过上调pik3c2a促进自噬体形成（LC3-II积累），同时抑制凋亡（Bax/Caspase-3下调），利于病原清除；晚期（8 hpi）则逆转趋势，触发凋亡清除受损细胞。这种动态平衡避免了过度免疫导致的组织损伤。功能缺失实验证实，circPIK3C2A敲降使肝细菌载量增加3倍，病理损伤加剧。

结论与意义
该研究首次在硬骨鱼中揭示circRNA通过时序性调控自噬-凋亡交叉对话（cross-talk）抵御细菌感染的机制，提出“circRNA免疫阶段转换”模型。circPIK3C2A的发现不仅为黄颡鱼抗病育种提供潜在分子标记，其双向调控特性更为RNA疗法（如circRNA疫苗或抑制剂）设计提供新范式。此外，研究填补了低等脊椎动物circRNA免疫调控的理论空白，对理解脊椎动物免疫进化具有启示意义。论文发表于《Aquaculture》，为水产病害防控与circRNA基础研究架设了桥梁。