简要摘要
硫酸铜广泛用于水产养殖中控制疾病，但过量铜暴露可能对鱼类造成危害。短时间暴露如何影响鱼肉中的天然防御机制和化学过程，以及这些影响在暴露结束后是否持续存在，目前仍不清楚。我们研究了虹鳟在经历四天较高铜浓度暴露后、又在干净水中生活两天的相关反应。我们测量了肌肉蛋白活性与化学成分，以及基因活性。与未暴露鱼类相比，暴露鱼类表现出有害化学反应导致的损伤增加、支持神经信号传导和肌肉功能的蛋白质活性降低，以及脂肪和能量代谢发生改变。与炎症相关的信号——即身体对损伤或压力的反应——也有所升高。虽然没有鱼类死亡，但在干净水中生活两天后，部分变化仍然存在，表明在此短时间内恢复不完全。这些发现表明，短暂的铜暴露即使不致死，也可能损害肌肉健康。研究结果有助于改进铜暴露监测和鱼类恢复评估，指导更加谨慎地使用铜类处理措施，并支持鱼类福利和可持续水产养殖。
摘要
硫酸铜（CuSO4）在水产养殖中广泛用于疾病预防和控制，这对鱼类健康和福利构成重大潜在风险。本研究调查了虹鳟（Oncorhynchus mykiss）肌肉组织在经历急性亚致死浓度铜暴露及恢复期后，免疫相关分子的响应机制。虹鳟分别暴露于0、75、150和300 μg/L的Cu2+名义浓度中4天，随后进行2天的排出期。研究对肌肉组织采用综合生化检测、转录组学和代谢组学方法，重点关注免疫相关通路。铜暴露显著抑制了乙酰胆碱酯酶和Ca2+-ATPase活性，表明存在神经毒性，并诱发了氧化应激，表现为抗氧化酶活性改变和脂质过氧化增加。值得注意的是，在应激诱导过程中，促炎细胞因子TNF-α以及与脂质代谢相关的基因（Srebp1、FAS）持续上调，即使在恢复期仍略高于对照组，导致饱和脂肪酸积累和炎症信号传导增强；这表明转录失调具有持续性。肌肉铜含量呈悖论性下降，而总蛋白含量增加，提示存在主动金属外排和代谢重编程。整合多组学分析鉴定出MYH4和SCD1为关键节点，KEGG和O2PLS分析表明铜诱导的免疫毒性与富集于FoxO、mTOR和PPAR信号通路的基因协同失调有关——这些通路是炎症、蛋白质稳态和脂质代谢的核心调控因子。上述通路层面的发现属于相关性结果，需通过因果验证进一步确认。这些发现表明，短期暴露于急性亚致死铜浓度与虹鳟肌肉中持续性的免疫毒性转录改变有关，其特征是在短暂恢复期内持续的炎症信号传导和代谢紊乱。所鉴定的通路和靶标（TNF α、MYH4、SCD1、FoxO/mTOR/PPAR）为评估铜诱导的免疫毒性提供了候选生物标志物，有助于理解水生生态系统中铜污染的免疫风险。
