脂质滴在暗纹东方鲀抵御哈维氏弧菌免疫反应中的新作用：开启抗感染治疗新策略

为探究脂质滴（LDs）在鱼类抗哈维氏弧菌免疫中的作用，研究发现其可诱导 LDs 积累，增强抗菌活性，为抗感染治疗提供新思路。

　　在微观的细胞世界里，有一种神奇的细胞器 —— 脂质滴（Lipid Droplets，LDs），它就像细胞中的 “能量储备库”，主要负责脂质的合成代谢。以往人们认为，它的作用仅仅是存储能量，然而近年来的研究却发现，在哺乳动物中，LDs 还积极参与了先天免疫过程。这一发现，就像在平静的湖面投下了一颗石子，激起了科学界对 LDs 研究的层层涟漪。不过，目前关于 LDs 在先天免疫中的具体作用和调控机制，仍存在许多未解之谜，而且相关研究大多局限于哺乳动物。在海洋生物的世界里，哈维氏弧菌（Vibrio harveyi）作为一种严重的病原体，严重威胁着海洋生物的健康，甚至对人类健康也构成了潜在威胁。暗纹东方鲀（Takifugu obscurus）作为重要的水产养殖鱼类，其免疫系统如何应对哈维氏弧菌的侵袭？在这场 “战斗” 中，LDs 又扮演着怎样的角色呢？带着这些疑问，河海大学的研究人员开展了一项深入的研究，相关成果发表在《Marine Life Science》杂志上。

研究人员为了揭开 LDs 在暗纹东方鲀抗哈维氏弧菌免疫中的神秘面纱，采用了多种关键技术方法。他们首先从水产养殖场获取暗纹东方鲀，并将其养殖在特定环境中。实验时，对鱼进行不同处理，然后采集肝脏和头肾样本。利用透射电子显微镜（TEM）观察细胞内 LDs 的形态和数量变化；通过定量蛋白质组学分析，探究 LDs 蛋白质的动态变化；采用定量实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）技术检测相关基因的表达水平；还运用了脂质滴蛋白质纯化、银染分析、Western blot 等技术来分析蛋白质的表达和含量 。

研究结果表明：

1. 哈维氏弧菌刺激显著诱导暗纹东方鲀肝脏中 LDs 的积累：研究人员通过向暗纹东方鲀腹腔注射活的哈维氏弧菌，发现与对照组相比，肝脏中 PLIN2（一种典型的 LDs 表面蛋白，常用于衡量 LDs 的形成）的表达在 24 小时和 48 小时均显著增加。而且，随着细菌浓度的增加，PLIN2 的表达水平也显著上升，呈现出剂量依赖性。通过 TEM 观察发现，感染哈维氏弧菌的肝脏巨噬细胞中，LDs 的数量和大小在 24 小时和 48 小时都明显增加，甚至在 48 小时出现了 LDs 聚集的现象。这表明哈维氏弧菌刺激能诱导暗纹东方鲀肝脏中 LDs 的新形成和原有 LDs 的扩张，这是一种宿主驱动的机制。
2. 哈维氏弧菌刺激通过促进中性脂质的合成诱导脂质滴的形成：LDs 的核心中性脂质是 TAGs 和 CEs，它们的生物合成与 LDs 的积累密切相关。研究发现，哈维氏弧菌刺激后，头肾和肝脏中的 TAGs 和 CEs 含量显著增加。同时，参与中性脂质合成的关键酶，如 DGAT1、DGAT2、ACSL3、FASN 等的 mRNA 水平也显著上调，而参与中性脂质降解的关键酶 ATGL 和介导 LDs 与线粒体相互作用的 ATP5D 的 mRNA 转录本在 48 小时显著下调 。这些结果表明，哈维氏弧菌刺激主要通过促进 TAGs 和 CEs 的合成来诱导 LDs 的形成。
3. 哈维氏弧菌刺激的 LDs 显示出增强的抗菌活性：研究人员从暗纹东方鲀肝脏中提取 LDs 蛋白质，通过细菌生长曲线测定和传统平板检测法发现，与对照组相比，哈维氏弧菌刺激后的 LDs 蛋白质（Vh-LDs）能明显抑制革兰氏阴性菌哈维氏弧菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的生长，且抗菌活性具有广谱性。这说明 LDs 蛋白质具有抗菌活性，并且这种活性在哈维氏弧菌刺激后得到增强。
4. 对分离的暗纹东方鲀肝脏 LDs 的蛋白质组学分析：通过蛋白质组学分析，研究人员共鉴定出 5266 种蛋白质，其中 203 种在对照组和哈维氏弧菌刺激组之间存在差异表达。这些差异表达的蛋白质主要分布在细胞质、细胞外和细胞核中，并且主要参与脂质转运和代谢、翻译后修饰、蛋白质周转、分子伴侣以及信号转导机制等过程。此外，研究还发现，哈维氏弧菌刺激后，参与 icosanoid 代谢过程的蛋白质显著上调，同时一些关键分子转运蛋白的表达下调。这表明哈维氏弧菌刺激可调节 LDs 蛋白质的组成。
5. 抑制 LDs 形成下调免疫相关基因的表达：研究人员使用 DGAT1 抑制剂 T863 处理暗纹东方鲀，发现肝脏中 TAGs 的含量和 LDs 标记蛋白 PLIN3 的表达显著降低，同时免疫相关基因（如 NK-lysin、TNF14、ISG15、IL-1、Mx1、IFN_γ等）和免疫信号通路元件（如 ATF6、cGAS、PKR1、PKR2、mTOR、TNFRsf1a 等）的 mRNA 水平也显著下调。这表明抑制 LDs 的形成会影响暗纹东方鲀对细菌刺激的免疫反应，LDs 在调节免疫反应中起着关键作用。

综合研究结论和讨论部分，此次研究首次发现哈维氏弧菌能诱导暗纹东方鲀肝脏中 LDs 的积累，主要通过促进中性脂质的合成。哈维氏弧菌刺激还促进了免疫相关因子在 LDs 表面的富集，使 LDs 的抗菌活性增强且具有广谱性。而抑制 LDs 的形成会下调免疫相关基因的表达，这充分说明了 LDs 在细菌感染过程中起着至关重要的作用。这项研究成果不仅加深了人们对 LDs 生物学和宿主免疫防御机制的理解，更为抗感染治疗新策略的开发提供了重要的理论依据，有望推动水产养殖业的健康绿色发展。