半滑舌鳎肠道微生物组与宿主基因互作调控弧菌病抗性的分子机制研究

本研究通过整合组织病理学、16S rRNA测序和转录组学技术，首次揭示了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)抗性/易感个体在哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染后肠道菌群结构、宿主基因表达及互作网络的差异特征，发现207个强相关基因-微生物关联，为水产抗病育种提供了新型生物标记物和微生态调控靶点。

　　

背景

半滑舌鳎作为我国重要的海水养殖鱼类，近年来因哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染导致的弧菌病造成50%-70%的高死亡率。研究采用同源家系个体，通过多组学整合分析揭示肠道微生物与宿主基因互作调控弧菌病抗性的机制。

材料与方法

实验设计包含对照组、抗性组和易感组，感染7天后采集后肠组织及内容物。采用HE染色观察病理变化，16S rRNA测序(V3-V4区)分析菌群结构，RNA-seq检测差异表达基因(DEGs)，并通过Spearman相关性分析构建基因-微生物互作网络。

结果

组织病理学特征

易感组后肠呈现显著病理损伤：黏膜层组织解离、固有层炎性细胞浸润及坏死灶形成；抗性组仅见轻微炎症反应，证实肠道屏障功能存在表型差异。

肠道菌群特征

Alpha多样性显示易感组Chao1指数显著降低。在属水平上，易感组弧菌属(Vibrio)丰度达42.12%，显著高于抗性组(2.85%)；而抗性组嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)、代尔夫特菌属(Delftia)和盐弧菌属(Salinivibrio)丰度显著升高。PCoA分析证实菌群结构与疾病表型显著相关。

宿主转录调控

易感组检测到1,986个DEGs，显著富集于抗原呈递、吞噬体等免疫通路。值得注意的是，7个MHC II类基因(HLA-DPA1、H2-DMb1等)均含有IGc1结构域，在抗性组中显著上调。趋化因子(CXCL9/CXCL14)及其受体(CCR4/CXCR4)呈现表型特异性表达模式。

基因-微生物互作

发现207个强相关性(|r|≥0.75)互作对，包括：

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  正向关联：H2-Ab1与嗜麦芽窄食单胞菌(r=0.85)、IL1B与弧菌属(r=0.93)

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  负向关联：TLR5与嗜麦芽窄食单胞菌(r=-0.87)、EDA与弧菌属(r=-0.86)

讨论

研究首次揭示抗性个体通过早期激活MHC II类分子介导的抗原呈递通路，协同特定共生菌(如嗜麦芽窄食单胞菌)维持肠道稳态。而易感组中弧菌属的增殖可能通过抑制补体C3等免疫因子加剧病理进程。虽然相关性分析不能确定因果关系，但为后续开发微生态制剂和抗病分子标记提供了重要靶点。

结论

该研究构建了半滑舌鳎弧菌病"微生物-肠道-免疫"调控网络，鉴定出4个潜在益生菌属和7个MHC II类候选基因，为水产抗病育种提供了多维度干预策略。未来需通过体内外实验验证这些互作关系的生物学机制。