Micropterus salmoides（大嘴鲈鱼）是中国最重要的经济淡水养殖鱼类之一，因为它的肉质良好且没有肌肉间的刺。然而，随着大嘴鲈鱼集约化养殖业的快速发展以及环境压力的增加，大嘴鲈鱼更容易受到传染病的侵袭，这对大嘴鲈鱼养殖的可持续发展构成了威胁[1]。各种病原体，如病毒、细菌和寄生虫，导致了频繁的疾病爆发，造成了巨大的经济损失。在新兴病原体中，Micropterus salmoides杆状病毒（MSRV）因其与幼鱼高死亡率相关而受到关注，特别是导致嗜睡、螺旋游泳等神经症状[2]。MSRV是一种属于Rhabdoviridae科属的负单链RNA（-ssRNA）病毒，其基因组长度约为11,000个核苷酸，编码五种结构蛋白，包括核蛋白（N）、磷蛋白（P）、基质蛋白（M）、糖蛋白（G）和RNA聚合酶（L）[[2], [3], [4]]。据报道，大嘴鲈鱼对MSRV更敏感，人工感染实验的死亡率可高达90%[2,5]。因此，应建立有效的策略来预防和治疗这种病毒性疾病。此外，迫切需要深入研究宿主-病原体相互作用的分子机制，特别是鱼类抗病毒免疫反应的不充分特征和病毒的逃逸策略。
在硬骨鱼类中，病毒感染会触发一系列复杂的免疫过程，包括模式识别受体（PRR）激活、干扰素（IFN）信号传导和炎症细胞因子的产生，这些共同协调了抗病毒防御[6]。同时，病原体通常利用宿主的代谢途径来促进复制，需要宿主重新分配能量以维持免疫活性[7]。最近在鱼类模型（如大西洋鲑鱼Salmo salar）中的研究表明，能量代谢在平衡免疫反应和生理稳态中起着关键作用[8]。然而，MSRV感染期间大嘴鲈鱼免疫和代谢途径之间的转录网络尚未被阐明。
在硬骨鱼类中，大脑是神经毒性病毒的主要靶标[9]。例如，神经坏死病毒（NNV）可以通过攻击宿主的中枢神经系统在某些鱼类物种中引起病毒性神经坏死（VNN）疾病[10]。最近的研究报道，在感染的大嘴鲈鱼大脑中可以检测到MSRV[3]。在细胞水平上，SCRV可以在鱼类大脑和脊髓组织细胞系中稳定产生和传播[11]。我们在表1中总结了硬骨鱼类病毒感染后大脑组织转录组研究的进展，包括对神经坏死病毒NNV、传染性造血坏死病毒（IHNV）和鲤鱼春季病毒血症病毒（SVCV）等病毒的研究。根据不同NNV感染组的大脑组织转录组，大脑组织对NNV感染的反应涉及免疫激活、应激通路、神经保护和病毒逃逸的复杂相互作用[[12], [13], [14], [15], [16], [17], [18]]。抗性物种如红鲷鱼表现出强烈的IFN反应和抑制的炎症，而易感物种如欧洲鲈鱼则表现出由应激引起的免疫抑制[15,16]。然而，最近关于时间序列转录组分析的研究表明，欧洲鲈鱼对NNV的易感性并非由于缺乏IFN反应，而可能是由于IFN反应延迟，使得病毒在完全激活抗病毒状态之前建立了自身[19]。IHNV和SVCV是两种属于Rhabdoviridae科的鱼类感染病毒。大脑对SVCV和IHNV感染的转录组反应揭示了复杂的宿主-病原体动态，包括先天性和适应性免疫激活[9,20]。大脑协调神经免疫反应，同时维持神经稳态——这是一种与外周或内脏系统不同的调节机制[21,22]。尽管大脑在神经趋向性病毒感染中起着关键作用，但MSRV与大脑组织之间的分子相互作用仍不甚清楚。
在过去的几十年中，转录组方法通过识别感染期间富集的关键基因和通路，彻底改变了我们对宿主对病原体反应的理解[[23], [24], [25], [26]]。许多水生物种已经进行了测序，以研究病毒感染下的病理过程，包括 Mandarin 鱼[23]、大嘴鲈鱼[18,27]和虾[28]。在大嘴鲈鱼中，这样的分析通过对外周组织（如脾脏、肝脏和头部肾脏）的转录组分析阐明了病理机制。例如，先前的转录组研究表明，MSRV感染大嘴鲈鱼脾脏会诱导某些抗病毒相关信号通路的免疫相关基因上调[18]。如上所述，大脑对MSRV感染的特异性抗病毒反应仍然知之甚少。大脑的高能量需求和有限的再生能力要求抗病毒防御和能量代谢之间的精确协调，这种平衡可能决定了感染鱼的存活。
在这项研究中，我们首次全面分析了MSRV感染后大嘴鲈鱼大脑的转录组。基于差异表达基因（DEGs）的分析，我们比较了MSRV感染后的免疫和生理反应。我们发现，与促凋亡和抗病毒免疫通路相关的多个基因在大脑中上调。相反，MSRV感染抑制了与线粒体相关的代谢通路，从而减少了ATP的产生并抑制了MSRV的复制。此外，MSRV感染还导致核糖体和蛋白酶体蛋白表达下调，表明这一过程涉及宿主防御机制和病毒操纵细胞机制的多个方面。这些发现可以为进一步研究MSRV的病理机制以及低等脊椎动物中枢神经系统对病毒感染的防御机制提供参考。
