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驼背石斑鱼CaCC25-like基因通过趋化与直接抗菌双重机制增强抗微生物免疫防御
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月21日 来源:Fish & Shellfish Immunology 4.1
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针对驼背石斑鱼(Cromileptes altivelis)养殖中病害高发问题,研究人员首次鉴定出CC25-like基因(CaCC25-like),发现其重组蛋白(rCaCC25-like)能剂量依赖性促进头肾淋巴细胞趋化与增殖,并对哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)等病原体展现直接抗菌活性(抑菌率19.83%-79.57%),体内实验证实其可降低78.11%细菌定植。该研究为鱼类免疫调控策略开发提供了新靶点。
在海水养殖业中,驼背石斑鱼(Cromileptes altivelis)作为高经济价值品种,长期受到病害频发和死亡率居高不下的困扰。这种困境背后,是人们对鱼类免疫机制认知的不足——尤其是被称为"免疫系统指挥家"的趋化因子(chemokine),其在硬骨鱼类中的功能研究远落后于哺乳动物。更棘手的是,鱼类趋化因子因谱系特异性复制事件呈现高度多样性,与哺乳动物同源基因的相似性普遍低于30%,传统同源克隆策略往往难以奏效。
针对这一科学瓶颈,中国海南省某研究机构的研究团队在《Fish 》发表了一项突破性研究。他们从驼背石斑鱼中成功鉴定出CC25-like基因(CaCC25-like),系统揭示了其通过"趋化导航+直接杀菌"的双重免疫防御机制。这项研究不仅解开了鱼类CC趋化因子功能进化的谜团,更为开发"免疫增强型"水产养殖技术提供了分子靶点。
研究团队运用了多项关键技术:通过RACE技术克隆全长基因序列,采用qRT-PCR分析组织表达谱,利用原核表达系统制备重组蛋白(rCaCC25-like),建立Transwell模型评估趋化活性,并创新性地将siRNA基因沉默技术应用于鱼类体内感染模型。所有实验均采用经检疫的健康实验鱼(20.2±1.5g),在标准化循环海水系统中完成。
【Animal】
研究选用健康驼背石斑鱼,通过哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)攻毒实验证实:感染后脾脏和头肾中CaCC25-like表达显著上调,提示其参与病原体清除过程。
【Sequence analysis of CaCC25-like】
基因分析显示CaCC25-like编码96个氨基酸,含典型SCY结构域和NCCL基序。虽与哺乳动物CCL25同源性<25%,但与鱼类同源基因相似性达42.45%-97.92%。其编码蛋白具有强碱性(pI=9.303),N端含20aa信号肽。
【Discussion】
功能研究发现三大突破:1) rCaCC25-like可剂量依赖性诱导头肾淋巴细胞迁移(趋化活性)和增殖;2) 对哈维氏弧菌等三种病原体展现直接杀菌作用,最高抑菌率达79.57%;3) 体内过表达使细菌定植减少78.11%,而siRNA敲除则导致病原负荷增加6.59倍。
这项研究首次系统阐释了鱼类CC25-like的多重免疫防御机制:既像"分子GPS"引导免疫细胞定向迁移,又像"天然抗生素"直接杀灭病原体。特别值得注意的是,CaCC25-like在肝脏的基础高表达暗示其可能参与鱼类黏膜免疫屏障构建。该发现为开发基于趋化因子的"免疫增强饲料"提供了理论依据,对解决石斑鱼养殖业的病害难题具有重要实践价值。研究还揭示了鱼类趋化因子功能进化的独特性——尽管序列保守性低,但通过结构域重组实现了与哺乳动物相似的免疫功能,这为比较免疫学研究提供了新视角。
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