低温胁迫下尼罗罗非鱼染色质驱动的转录调控网络对无乳链球菌感染的响应机制研究

针对低温如何通过染色质重塑抑制鱼类免疫应答的科学难题，上海海洋大学团队通过整合RNA-seq和ATAC-seq技术，揭示冷应激通过降低Irf1等转录因子的染色质可及性，抑制干扰素通路基因表达，导致尼罗罗非鱼对无乳链球菌易感性增加的分子机制，为水产抗寒育种提供新靶点。

　　

水温变化是影响鱼类健康的关键环境因素，而低温尤其对热带鱼种尼罗罗非鱼构成严峻挑战。当水温骤降时，这些变温动物会陷入"冬季综合征"的困境——生长停滞、繁殖力下降，更棘手的是免疫系统功能显著受损。以往研究发现，低温环境下鱼类对链球菌等病原体的抵抗力会莫名下降，但背后的分子机制始终笼罩在迷雾中。更令人费解的是，虽然低温理论上能减缓细菌繁殖速度，但实验数据却显示鱼体死亡率反常升高，这种矛盾现象暗示着宿主免疫系统的崩溃可能比病原体增殖更具致命性。

为破解这一谜题，上海海洋大学的研究团队在《Fish》发表了一项突破性研究。他们发现当尼罗罗非鱼遭遇22°C低温时，尽管体内无乳链球菌载量降低，死亡率却较28°C常温组显著提升。通过整合转录组(RNA-seq)和染色质可及性测序(ATAC-seq)技术，研究人员绘制出低温胁迫下免疫基因表达的全景图谱。关键技术包括：建立低温感染实验模型（样本来自上海海洋大学养殖基地），头肾组织多组学测序，转录因子足迹分析构建调控网络，以及通过qPCR验证关键基因表达。

Fish survival and phenotypic characteristics
实验组在低温感染7天后存活率骤降至50.23%，显著低于常温感染组（61.41%）。表型分析揭示低温通过双重打击加剧疾病——既抑制宿主免疫应答，又延缓病原体清除。

染色质重塑与免疫抑制
ATAC-seq检测到259个转录因子结合元件的可及性改变，其中Irf1、Irf3等干扰素调节因子的结合位点可及性在低温下显著降低。这种染色质"锁闭"现象直接导致isg15、cxcr1等干扰素效应基因表达受抑，形成免疫缺陷的分子基础。

Irf1的核心调控作用
足迹分析发现Irf1作为枢纽转录因子，协调ccr2、ccr9a等趋化因子基因的表达。低温通过削弱Irf1与染色质的结合能力，破坏抗菌防御网络的关键节点，这解释了为何低温组鱼体虽携带较少细菌却更易死亡。

这项研究首次揭示鱼类"冷诱导免疫麻痹"的染色质基础，提出Irf1依赖的转录调控网络是环境温度与免疫应答的分子桥梁。发现不仅为解释冬季综合征提供了新视角，更指明通过基因编辑增强Irf1活性可能成为水产抗病育种的新策略。该成果对应对气候变化下的水产疾病防控具有重要指导意义，相关调控机制也可能为哺乳动物低温免疫研究提供借鉴。