斑点海鲈P2X3受体亚型LmP2X3a与LmP2X3b的鉴定及其通过NF-κB通路介导促炎性先天免疫的机制研究

本研究针对鱼类P2X3受体免疫功能机制不清的问题，通过鉴定斑点海鲈（Lateolabrax maculatus）中两个P2X3亚型LmP2X3a/b，揭示其经细菌（Edwardsiella tarda）及PAMPs（LPS/poly(I:C)）刺激后显著上调，并通过激活NF-κB通路促进IL-1β/TNF-α表达、抑制IL-10，且LmP2X3a特异性诱导细胞凋亡。该研究首次阐明鱼类P2X3亚型在促炎免疫与凋亡中的分工作用，为水产病原防御提供新靶点。

　　

在鱼类养殖业中，细菌感染导致的炎症反应是造成重大经济损失的主要因素之一。作为细胞外ATP（三磷酸腺苷）的关键受体，P2X家族蛋白在哺乳动物中已被证实通过调控炎症因子释放和免疫细胞功能参与宿主防御。然而，在鱼类这一进化地位特殊的脊椎动物中，P2X3受体的免疫功能却长期处于研究空白。尤其令人困惑的是，鱼类是否存在与哺乳动物不同的P2X3亚型？这些受体如何响应病原体入侵？其分子机制是否涉及经典的NF-κB（核因子κB）通路？这些问题直接关系到开发新型水产免疫增强剂的可行性。

针对这一科学瓶颈，上海海洋大学的研究团队以我国重要经济鱼种斑点海鲈（Lateolabrax maculatus）为模型，首次鉴定出两个P2X3亚型基因LmP2X3a和LmP2X3b，系统揭示了其通过NF-κB信号通路调控促炎反应和细胞凋亡的分子机制。这项突破性成果发表在《Fish》期刊上，为理解鱼类先天免疫防御提供了全新视角。

研究采用多组学技术联用的策略：通过RACE（快速扩增cDNA末端）技术克隆受体基因全长；利用qPCR（实时定量PCR）分析组织分布和病原诱导表达谱；采用双荧光素酶报告系统检测NF-κB启动子活性；结合流式细胞术评估凋亡率。实验样本来自人工感染爱德华氏菌（Edwardsiella tarda）的养殖海鲈群体。

实验鱼和细胞系
研究选用健康斑点海鲈建立感染模型，通过腹腔注射病原体模拟自然感染过程，所有操作均符合上海海洋大学动物实验伦理规范（批准号SHOU-DW-2019-012）。

LmP2X3a和LmPX3b的序列分析
基因测序显示，LmP2X3a（GenBank OP651017）和LmP2X3b（GenBank OP651018）分别编码411和402个氨基酸，均具有典型P2X受体结构特征：两个跨膜结构域（TM1-TM2）、保守的ATP结合位点以及胞外半胱氨酸富集区。系统进化分析证实其为脊椎动物P2X3亚家族成员。

表达模式与免疫调控
基线表达检测发现，两个亚型在除肝脏外的所有组织中广泛分布，其中鳃和肠道表达量最高。经爱德华氏菌、LPS（脂多糖）和poly(I:C)（聚肌胞苷酸）刺激后，头肾、脾脏等免疫器官中表达显著上调（最高达15倍），提示其参与病原识别。功能实验表明，ATP激活的LmP2X3a/b可上调促炎因子IL-1β（白细胞介素1β）并抑制抗炎因子IL-10（白细胞介素10），同时增强NF-κB启动子活性和下游基因（p50/p52）表达，证实其通过经典炎症通路发挥作用。

凋亡调控的亚型特异性
研究发现ATP刺激可显著提升凋亡相关基因（TNF-α、p53、caspase3/6/7）的表达水平。但只有LmP2X3a激活能直接引发细胞凋亡，LmP2X3b则无此效应，首次揭示鱼类P2X3亚型在细胞死亡调控中的功能分化。

这项研究开创性地证实：斑点海鲈通过P2X3受体亚型的功能分工协调免疫防御——LmP2X3a侧重启动炎症性细胞死亡以清除感染，而LmP2X3b主要强化促炎信号传递。该发现不仅填补了鱼类嘌呤能受体免疫调控的理论空白，更为开发靶向P2X3受体的水产免疫调节剂奠定了分子基础。鉴于NF-κB通路在脊椎动物中的高度保守性，本研究也为理解哺乳动物P2X3相关炎症疾病（如关节炎）提供了跨物种参考。