PhoQ基因调控杂交石斑鱼免疫应答的分子机制及其在Pseudomonas plecoglossicida感染中的致病作用

本研究针对水产养殖中Pseudomonas plecoglossicida引发的内脏白点病，通过构建phoQ基因敲除株（ΔphoQ）和回补株（C-ΔphoQ），结合转录组学和qRT-PCR技术，揭示了PhoP/PhoQ双组分系统（TCS）通过调控IL-1β、MHC-II等免疫基因表达影响宿主免疫应答的机制。发现ΔphoQ株致病性降低10%，脾脏细菌载量显著下降，并首次提出PGRP6可能参与病原识别，为水产动物免疫防御提供新靶点。

　　

论文解读

在水产养殖业中，Pseudomonas plecoglossicida引发的内脏白点病可导致大黄鱼、石斑鱼等经济鱼种的大规模死亡，每年造成数十亿元损失。这种革兰氏阴性菌能在宿主体内形成特征性白色脾脏结节，其致病机制与抗生素耐药性进化使得防控尤为棘手。尽管已知PhoP/PhoQ双组分系统（Two-Component System, TCS）在沙门氏菌等病原体中调控毒力，但该系统如何影响P. plecoglossicida与宿主的博弈仍属未知。

福建农林大学团队在《Aquaculture Reports》发表的研究中，以杂交石斑鱼（Epinephelus fuscoguttatus ♀ × E. lanceolatus ♂）为模型，通过比较野生株NZBD9、phoQ敲除株（ΔphoQ）和回补株（C-ΔphoQ）的致病差异，结合脾脏转录组和免疫基因时序分析，首次揭示了phoQ基因通过重塑宿主免疫网络影响感染结局的分子机制。

关键技术包括：1）构建无缝敲除ΔphoQ和回补株C-ΔphoQ；2）采用qPCR定量脾脏细菌载量（靶标gyrB基因）；3）Illumina NovaSeq平台进行脾脏转录组测序；4）HE染色分析脾脏、头肾等组织病理；5）qRT-PCR验证IL-1β、PGRP6等8个免疫基因表达。

研究结果
3.1 PhoQ基因对致病性的影响
ΔphoQ感染组7天累计存活率（28%）显著高于野生株组（18%），且脾脏白斑数量减少。回补株C-ΔphoQ恢复野生株毒力表型，证实PhoQ是核心毒力调控因子。

3.2 细菌载量动态
感染1-6天内，ΔphoQ组脾脏细菌载量始终低于野生株组，第4天差异达峰值（降低约60%），提示PhoQ缺失削弱细菌体内定植能力。

3.3 组织病理学特征
野生株感染引发脾脏黑色素巨噬细胞中心（MMCs）显著增生伴细胞坏死，而ΔphoQ组仅见轻微MMCs聚集。肠道杯状细胞增生在野生株组更剧烈，表明PhoQ调控的毒力效应可加剧组织炎症损伤。

3.4 转录组分析
ΔphoQ组vs野生株组鉴定出4453个差异基因（DEGs），其中2093个上调。GO分析显示18个基因富集于"免疫系统过程"，KEGG通路揭示TLR、IL-17、补体等22条免疫通路被激活。值得注意的是，抗原呈递相关基因（如MHC-II）表达显著变化，暗示PhoQ可能干扰宿主抗原处理。

3.5 免疫基因动态
qRT-PCR显示ΔphoQ组PGRP6表达持续高于野生株组（峰值达3.5倍），而IL-1β、IL-6等促炎因子表达降低。PGRP6作为模式识别受体（PRR）的异常高表达，提示PhoQ缺失可能改变细菌肽聚糖结构，增强宿主病原识别效率。

结论与意义
该研究阐明PhoQ通过双重机制影响感染进程：一方面直接调控细菌毒力因子分泌，另一方面通过修饰病原相关分子模式（PAMPs）改变宿主免疫识别。特别发现PGRP6可能作为PhoQ调控的免疫识别"开关"，为开发基于PhoP/PhoQ靶点的水产疫苗提供新思路。研究首次将TCS系统与鱼类先天免疫应答关联，不仅解析了P. plecoglossicida的致病机制，更为抗感染育种提供了分子标记。