Vibrio harveyi是一种革兰氏阴性海洋病原体，它能感染多种水生生物，给全球水产养殖业带来巨大经济损失（Austin and Zhang, 2006; Muthukrishnan et al., 2019）。这种能发光的Vibrio菌会导致包括太平洋白虾（Penaeus vannamei）在内的多种重要经济物种患上弧菌病，而太平洋白虾是全球养殖最广泛的甲壳类动物之一（Nurhafizah et al., 2021）。该病表现为发光性弧菌病，特征为肝胰腺变色、坏死以及高死亡率（Ruwandeepika et al., 2012; Kaur-Kahlon et al., 2021）。V. harveyi的致病性依赖于多种毒力因子，包括蛋白酶、溶血素、III型分泌系统以及生物膜形成能力（Zhang et al., 2020; Ina-Salwany et al., 2019）。这些毒力因子的表达受到群体感应系统的精确调控，这是一种细胞间通信机制，能够根据种群密度协调细菌的集体行为（Defoirdt, 2018; Henke and Bassler, 2004a）。V. harveyi拥有复杂的多通道群体感应系统，可通过共同的磷传递级联反应整合多种自诱导因子的信号（Ng and Bassler, 2009; Waters and Bassler, 2006）。在这一系统中起核心作用的是LuxR，它作为主要的转录调控因子，控制着大约600个基因的表达，这些基因涉及生物发光、III型分泌、铁载体产生、金属蛋白酶功能以及运动能力等方面（Rasal et al., 2026; Chaparian et al., 2020a）。LuxR主要在细胞密度较高时发挥作用，而AphA则在低密度环境下起作用，二者共同确保毒力基因表达的时间精确控制（Ball et al., 2017）。
基因敲除实验已经明确证明了LuxR在毒力形成中的关键作用。ΔluxR突变体在感染模型中的死亡率显著降低，其毒力水平与LuxR的表达量直接相关（Defoirdt and Sorgeloos, 2011; Defoirdt et al., 2010）。LuxR调控的金属蛋白酶活性对实现完全毒力极为重要，因为缺乏该功能的突变体会导致蛋白酶合成受阻，致病能力下降（Ruwandeepika et al., 2011）。多项研究均表明，LuxR是多种毒力因子表达所必需的（Pande et al., 2013）。体内表达研究显示，LuxR在感染后24小时达到表达峰值，这一时间点也与下游毒力因子的表达相吻合（Natrah et al., 2011）。LuxR调控的基因对病原体在宿主体内的定植至关重要，突变体在附着和持续生存方面表现较差（Pande et al., 2015）。值得注意的是，与自由生活状态相比，病原体与宿主接触时会显著上调群体感应系统调控的基因表达，这说明在感染过程中LuxR的调控作用尤为重要（Yang and Defoirdt, 2015）。原本被认为由V. parahaemolyticus引起的急性肝胰腺坏死病，如今也被发现与携带pirAB毒素基因的V. harveyi菌株有关（Tran et al., 2013; Xiao et al., 2017）。当P. vannamei被能够引发AHPND的V. harveyi感染时，LuxR的表达会显著增加，在36小时时达到峰值，这一时间点也正是死亡率较高的时候（Zhang et al., 2022）。
研究人员培育出了V. scophthalmi的luxR敲除突变体，并与野生型菌株进行了比较基因组学和转录组学分析，首次证明了LuxR作为全局转录调控因子的关键功能（Seok et al., 2024）。LuxR还能通过结合启动子直接调控V. mimicus的金属蛋白酶（VMP）这一毒力基因（Abdel-Sattar et al., 2016）。转录组学比较结果显示，LuxR直接调控许多参与宿主-病原体相互作用的基因（Chaparian et al., 2020b）。环境因素也会影响LuxR调控的作用。温度压力会提升luxR的表达水平，进而促进毒力基因的转录（Yu et al., 2023）。此外，luxR也是环境样本中最常见且季节性变化最大的毒力因子之一，其在温暖月份的浓度会达到峰值，这与疾病暴发时间相吻合（Mohamad et al., 2019）。有研究显示，在虾类感染期间，引发AHPND的病原体（V. parahaemolyticus和V. harveyi）的群体感应系统（luxR）及毒力基因（pirAB）的表达在时间上存在显著相关性。尤其值得注意的是，与V. parahaemolyticus相比，V. harveyi在体内的毒力基因表达更为强烈，这表明在预防和控制V. harveyi方面需要更加重视。干扰其群体感应系统（针对LuxR）可能是防治AHPND的一种有效策略（Muthukrishnan et al., 2022）。
尽管已知LuxR对V. harveyi的毒力至关重要，但它在野生型菌株与luxR突变体感染过程中如何调控宿主免疫反应仍不清楚。目前的研究大多侧重于阐述LuxR在细菌致病性中的直接作用，而宿主的转录重编程以及转录后事件，尤其是可变剪接现象，却几乎未被深入研究。阐明这些多样的宿主反应机制有助于我们更深入地理解LuxR调控的毒力机制，也为针对群体感应系统的抗毒力疗法提供理论依据。抗毒力方法无需杀死病原体，只需使其失去致病能力，因此具有减少病原体抗药性选择压力的优势。针对LuxR这类核心调控因子，有望同时抑制多种毒力因子的表达。
因此，本研究系统比较了P. vannamei在感染野生型V. harveyi菌株及其同源的luxR敲除突变体后的免疫反应。通过综合运用组织病理学检测、时间序列转录组分析以及全基因组可变剪接分析，本研究旨在：（1）通过测定半数致死剂量来量化毒力的减弱程度；（2）分析组织损伤与修复过程中的病理学差异；（3）找出导致宿主反应差异的差异表达基因及相关通路；（4）探究可变剪接在宿主防御中的作用；（5）构建蛋白质-蛋白质相互作用网络，识别其中的核心基因。通过这些全面的研究，我们可以确定LuxR影响宿主-病原体相互作用的关键节点，从而为开发针对LuxR功能的新颖预防策略奠定基础，进而减少V. harveyi感染给全球水产养殖业带来的经济损失。
