《Aquaculture Reports》：PACAP-38 unveils a neuro-immune crosstalk in tilapia orchestrated through Oreochromicin-mediated antibacterial defense
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垂体腺苷酸环化酶激活多肽（PACAP-38）是一种多功能神经肽，已知影响硬骨鱼的关键生理过程，包括体细胞生长和免疫调节。在此基础之上，研究人员进一步表征了PACAP-38对尼罗罗非鱼（*Oreochromis niloticus*）抗菌防御的贡献。在腹腔注射合
垂体腺苷酸环化酶激活多肽（PACAP-38）是一种多功能神经肽，已知影响硬骨鱼的关键生理过程，包括体细胞生长和免疫调节。在此基础之上，研究人员进一步表征了PACAP-38对尼罗罗非鱼（*Oreochromis niloticus*）抗菌防御的贡献。在腹腔注射合成肽后，研究人员观察到皮肤和鳃粘液对迟钝爱德华氏菌（*Edwardsiella tarda*）和铜绿假单胞菌（*Pseudomonas aeruginosa*）的细菌生长抑制活性显著增加，同时伴随Oreochromicins基因表达的调节。此外，单独使用PACAP-38或与铜绿假单胞菌菌苗（bacterin）联合使用，均显著提高了该病原体实验攻击后的存活率。在一项补充实验中，通过改良饲料口服PACAP-38不仅改善了鱼类福利，还减少了感染后鳃粘液中铜绿假单胞菌的细菌载量，并增加了黏膜组织中Oreochromicins的表达。总之，这些发现表明PACAP-38在体内增强黏膜抗菌防御，巩固了其作为硬骨鱼有效免疫调节肽的作用。随着进一步开发，PACAP-38有望成为水产养殖中传统抗生素或灭活疫苗的替代品。
**论文解读：PACAP-38 通过 Oreochromicin 介导的抗菌防御揭示罗非鱼中的神经-免疫串扰**
**研究背景与问题**
硬骨鱼（teleost fish）作为水生脊椎动物，其黏膜表面持续暴露于高密度微生物环境中，因此依赖复杂的神经-免疫轴（neuro-immune axis）协调防御反应。垂体腺苷酸环化酶激活多肽（PACAP-38）是一种高度保守的神经肽，属于血管活性肠肽（VIP）/分泌素（secretin）/胰高血糖素（glucagon）家族，在硬骨鱼中已被证实参与体细胞生长和免疫调节。然而，现有研究对PACAP-38调控特定抗菌肽家族（如Oreochromicins）的机制，以及对不同细菌种类的抗菌效应，在多样化的鱼类物种中仍存在不足。Oreochromicins（Oreoch-1、Oreoch-2、Oreoch-3）是尼罗罗非鱼（*Oreochromis niloticus*）中的piscidin类抗菌肽（AMPs），具有广谱抗菌活性，但其表达受PACAP-38调控的证据尚不明确。因此，本研究旨在评估PACAP-38通过腹腔注射或口服途径对罗非鱼黏膜抗菌防御的影响，特别是对Oreochromicins转录的调节，并探讨其作为免疫刺激剂在水产养殖中的应用潜力。论文发表在《Aquaculture Reports》。
**关键技术方法**
研究人员从古巴哈瓦那遗传工程与生物技术中心（CIGB）的养殖站获取尼罗罗非鱼（*O. niloticus*）幼鱼和鱼苗，并采用合成Clarias gariepinus C端酰胺化PACAP-38（纯度>92%）。通过腹腔注射（0.04 μg/g体重，连续7天）或口服饲料（250 μg/kg饲料，持续58天）给予PACAP-38。利用微量稀释法测定皮肤和鳃粘液对迟钝爱德华氏菌（*E. tarda*）和铜绿假单胞菌（*P. aeruginosa*）的体外抗菌活性；通过qPCR分析脾脏、皮肤、鳃和肠道中Oreochromicins的转录水平；并设计铜绿假单胞菌活菌攻击实验，记录存活率或细菌载量。所有实验均设两次独立重复，采用非参数检验或t检验进行统计分析。
**研究结果**
**3.1 PACAP-38注射增强黏膜抗菌活性和Oreochromicins表达**
腹腔注射PACAP-38后，皮肤和鳃粘液对*E. tarda*和*P. aeruginosa*的生长抑制活性显著升高（p<0.05至p<0.0001）。脾脏中Oreoch-1（p=0.0040）和Oreoch-3（p=0.0028）表达上调，皮肤中Oreoch-1表达上调（p=0.0028），而Oreoch-2在脾脏和皮肤中均无显著变化。这些结果表明PACAP-38通过调节Oreochromicins转录增强了黏膜的先天抗菌能力。
**3.2 腹腔注射PACAP-38提高幼鱼攻击后存活率**
单独注射PACAP-38（PACAP-I组）或与铜绿假单胞菌菌苗（bacterin）联合（PACAP-Bacterin-I组），在攻击后存活率分别达到90%和95%，显著高于感染对照组（IC，55%）（p<0.05和p<0.01）。纯菌苗组（Bacterin-I）存活率为81%，未感染对照组（NIC）为83%。表明PACAP-38单独使用即具有保护作用，且与菌苗联用可能产生佐剂效应，但未观察到显著协同差异。
**3.3 口服PACAP-38增强鱼苗抗菌防御**
口服PACAP-38 58天后，鱼苗的条件因子（K）显著高于安慰剂组（p<0.0001），表明健康状况改善。攻击后48小时，鳃粘液中铜绿假单胞菌载量显著降低（p<0.001）。在基因表达方面，皮肤中Oreoch-1、Oreoch-2和Oreoch-3在攻击前（第45和52天）均显著上调（p<0.05至p<0.0001）；肠道中Oreoch-1在攻击前和攻击后（第52和58天）上调（p<0.01和p<0.05）；鳃中Oreoch-3在攻击后上调（p<0.05），而Oreoch-2在攻击前下调（p<0.0001）。这些结果揭示了PACAP-38对Oreochromicins的差异调控，且口服途径能有效激活黏膜免疫。
**讨论与结论**
讨论部分指出，PACAP-38通过结合其G蛋白偶联受体（PAC1-R、VPAC1或VPAC2），触发细胞内信号级联，促进Oreochromicins等抗菌肽的转录合成，从而增强黏膜抗菌屏障。这一神经-免疫串扰（neuro-immune crosstalk）机制在硬骨鱼中具有功能重要性，可快速响应感染或应激信号。但研究人员承认，当前研究尚未完全阐明具体的受体和下游信号分子，未来需通过受体拮抗剂或基因敲除方法进一步验证。此外，口服饲料中PACAP-38的稳定性问题需优化储存条件以保证功效。
**研究结论**：总体而言，证据强调了硬骨鱼中一个功能关键的PACAP-AMP通路，展示了脑-免疫串扰的直接机制。通过该通路，大脑生理状态的变化（包括感染和应激触发的变化）可通过调节抗菌肽的产生迅速塑造先天免疫防御。研究这一通路是阐明脊椎动物神经免疫相互作用、以及开发创新治疗策略的一个引人注目的研究方向。
