蛇头鱼免疫应答机制新发现：pIgR 与 IgM 的协同作用对鱼类健康的关键意义

《Scientific Reports》：Kinetics of pIgR and IgM immune responses in snakehead (Channa argus) to inactivated Aeromonas hydrophila via immersion and intraperitoneal injection

为探究蛇头鱼（Channa argus）通过不同疫苗接种方式下，聚合免疫球蛋白受体（pIgR）及其配体免疫球蛋白（Ig）的免疫应答动力学，研究人员开展相关研究。结果显示两种接种方式均提升了 ChpIgR 和分泌型 Ig 水平，为鱼类黏膜免疫研究奠定基础。

　　在鱼类养殖的世界里，蛇头鱼因其较高的经济价值，成为众多养殖户眼中的 “香饽饽”。然而，一种名为嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）的细菌却如同一颗 “定时炸弹”，时刻威胁着蛇头鱼的健康，给养殖户带来了巨大的经济损失。为了找到对抗这一细菌的有效方法，研究蛇头鱼的免疫机制迫在眉睫。在此背景下，山东淡水渔业研究院的研究人员挺身而出，开展了一项关于蛇头鱼免疫反应的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员面临的关键问题是，如何深入了解蛇头鱼在面对嗜水气单胞菌感染时，其体内的免疫球蛋白受体（pIgR）和免疫球蛋白（Ig）的免疫应答动力学变化。因为这对于揭示蛇头鱼的免疫防御机制，进而制定有效的防控策略至关重要。为了解决这些问题，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，利用牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technologies，ONT）对蛇头鱼进行转录组测序，获取其完整的转录组信息，从而鉴定和分离出 pIgR 的完整编码序列（CDS）。其次，制备了针对重组蛇头鱼 ChpIgR 和 IgM 的多克隆抗体，用于后续对相关蛋白水平的检测。此外，通过酶联免疫吸附测定（ELISA）技术，精确测定了不同免疫组织中 ChpIgR 和 IgM 的蛋白水平。

研究结果如下：

1. ChpIgR CDS 分析：经测序，ChpIgR 的 CDS 序列长 1251bp，编码 416 个氨基酸，预测分子量为 45.80kDa，等电点为 5.79 。序列比对发现其与脊椎动物 pIgR 存在多个保守模式，系统发育树显示硬骨鱼类 pIgR 形成单独一簇。
2. 多克隆抗体的制备：成功在蛇头鱼中表达 ChpIgR 和 IgM 重组蛋白，并通过兔子免疫获得相应多克隆抗体，经 Western blot 实验证实其特异性良好。
3. ChpIgR 转录水平的变化：注射和浸泡免疫后，ChpIgR 基因在 72h 内表达上升，48h 达到峰值 。浸泡组在皮肤和鳃中表达较高，注射组则在肝脏、脾脏和头肾中表达更显著。
4. IgM 表达的变化：IgM 基因表达趋势与 ChpIgR 基本一致，但上升速度较慢，峰值出现较晚。浸泡组皮肤和鳃中 IgM 基因表达在 4 天后达到最高，注射组则在 7 天后所有组织达到峰值。
5. ChpIgR 和 IgM 在黏液和胆汁中的动力学变化：ELISA 检测显示，接种疫苗后，ChpIgR 和 IgM 蛋白水平先上升后恢复至基线。浸泡组皮肤和鳃黏液中 ChpIgR 和 IgM 蛋白峰值出现时间早于注射组，而注射组肠道黏液和胆汁中 ChpIgR 和 IgM 蛋白峰值更高。

研究结论和讨论部分指出，蛇头鱼 ChpIgR 与其他脊椎动物 pIgR 存在结构差异，其结合 pIg 的方式可能不同。免疫刺激能诱导 ChpIgR 和 IgM 基因上调，且 ChpIgR 反应更早，浸泡免疫能更快诱导黏膜免疫组织中相关基因表达。此外，研究还证实了蛇头鱼皮肤黏液中的 IgM 并非来自血清被动运输，肝脏可能是黏膜 Ig 的重要分泌器官，pIgR 有助于 Ig 从肝脏转运到胆汁再到肠道。这项研究为深入理解鱼类黏膜免疫机制提供了重要依据，为后续研究硬骨鱼类 pIgR 相关免疫防御奠定了坚实基础，也为蛇头鱼病害防控提供了新的理论支持，在鱼类健康养殖领域具有重要的应用价值。