红鼓鱼早期发育阶段酸排泄机制的发育可塑性及其对海洋酸化的适应性研究

为探究海洋酸化(OA)对硬骨鱼类早期发育的影响机制，研究人员以墨西哥湾特有物种红鼓鱼(Sciaenops ocellatus)为模型，系统揭示了其上皮离子细胞中钠氢交换体(NHE)介导的酸排泄通路在36 hpf即具备功能，并通过CO2暴露实验证实5500-12000 μatm条件下nhe2/nhe3表达上调的适应性可塑性，为海洋鱼类早期生命阶段的OA耐受机制提供重要理论依据。

　　

海洋酸化(OA)作为全球气候变化的重要衍生问题，正通过降低海水pH值深刻影响着海洋生态系统。其中，硬骨鱼类的早期生命阶段对高CO₂环境表现出的敏感性差异一直是个未解之谜。传统观点认为成鱼通过鳃部离子细胞中的钠氢交换体(NHE)和碳酸酐酶(CA)等通路维持酸碱平衡，但这些机制在无鳃阶段的幼鱼中如何运作尚不明确。美国德克萨斯大学海洋科学研究所渔业与海水养殖实验室(FAML)的Joshua Lonthair和Andrew J. Esbaugh团队选择具有典型海洋早期发育特征的红鼓鱼，首次系统揭示了其从孵化后36小时(hpf)即具备完整功能的上皮酸排泄系统。

研究采用qPCR、免疫荧光和显微生理测量等关键技术，对来自德克萨斯公园与野生动物局CCA海洋发展中心的红鼓鱼胚胎进行时序分析。通过建立5500/12000 μatm CO₂暴露模型，结合EIPA抑制剂实验，证实了NHE介导的质子外排功能。

【Development of acid-base regulatory pathways】
时序表达谱显示nhe2、nhe3、ca17和nbc的mRNA在12 hpf已可检测，其中nhe2和ca17在84 hpf前保持稳定，4日龄(dpf)后出现动态调整。免疫共定位证实NHE3与NKA在单个离子细胞中共表达，72 hpf幼虫已具备CO₂响应性的EIPA敏感酸排泄能力。

【Discussion】
研究首次在专性海洋鱼类早期阶段证实：1) 与成鱼相似的NHE3/NKA共定位模式；2) 72 hpf即建立功能性酸排泄；3) 高CO₂诱导nhe2/nhe3表达上调的剂量依赖性可塑性。特别值得注意的是，12000 μatm暴露组通过显著上调nhe3表达实现生存率稳定，这为解释物种间OA敏感性差异提供了分子层面的证据。

该成果发表于《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》，不仅完善了鱼类酸碱调节理论的发育生物学维度，更为预测气候变化下海洋鱼类种群动态提供了关键生理学指标。研究发现的上皮离子细胞快速可塑性机制，可能成为评估物种OA适应力的新型生物标志物。