泰国肠球菌HR23产生的细菌素促进虹鳟鱼生长及免疫应答的机制研究

为解决水产养殖中抗生素滥用导致的耐药性问题，研究人员从大黄鱼肠道分离出泰国肠球菌(Enterococcus thailandicus) HR23，发现其产生的环状细菌素enterocin NKR-5-3B能破坏鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida)细胞膜，并通过调节虹鳟鱼肠道菌群（提升厚壁菌门/Firmicutes丰度）激活THαβ/TH1免疫通路，使感染存活率显著提高。该研究为开发新型水产益生菌制剂提供了理论依据。

　　

水产养殖业正面临抗生素耐药性的严峻挑战。以虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)为例，其年产量超91.6万吨，但由鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida)引发的疖疮病造成巨大经济损失。传统抗生素治疗导致耐药基因扩散，而益生菌作为替代方案其作用机制尚不明确。特别是细菌素(bacteriocin)这类具有抗菌活性的肽类物质，虽在陆生生物中研究较多，但水生来源的细菌素及其调控机制仍是未解之谜。

青岛农业大学海洋科学与工程学院的研究团队在《Aquaculture Reports》发表的研究中，从大黄鱼(Larimichthys polyactis)肠道分离出泰国肠球菌HR23，通过全基因组测序和动物实验揭示其产生的环状细菌素enterocin NKR-5-3B能显著提升虹鳟鱼抗病力。研究人员采用牛津杯法测定抑菌活性，透射电镜观察病原菌超微结构，Illumina NovaSeq平台完成基因组测序，并通过21天饲喂实验（初始体重83.25±1.49g）结合16S rRNA测序分析肠道菌群变化。

抗菌活性验证

HR23对8种水产病原菌均有抑制效果，其细胞游离上清(CFS)能在6小时内破坏A. salmonicida细胞膜。蛋白酶K处理实验证实活性成分为肽类物质。

基因组特征解析

HR23基因组(2.72Mb)含enterocin NKR-5-3B合成操纵子(enkb-enkb4)，该细菌素具有两亲性和跨膜结构域。另发现7个sortase A基因和热休克蛋白基因(dnaK/J)，提示其强环境适应能力。

生长性能提升

饲喂1×10⁸ CFU/g HR21天后，虹鳟鱼特定生长率(SGR)显著提高，攻毒实验存活率较对照组提升2.3倍。

肠道菌群重塑

• 第14天：Shannon多样性下降，厚壁菌门(Firmicutes)占比升至74.49%

• 第21天：Chao1丰富度上升，潜在致病菌如链球菌(Streptococcus)减少79%

• 代谢通路：丙氨酸代谢和TCA循环上调，淀粉代谢下调

免疫机制激活

• THαβ通路：TLR7/9-myd88-IRF7级联反应上调，干扰素IFN-α/γ表达量增加3.5倍

• 炎症调控：肝脏IL-1β表达下降42%，而TNF-α维持高水平

这项研究首次阐明enterocin NKR-5-3B通过"抑菌-定植-免疫激活"三重机制发挥作用。其创新性体现在：①发现新型水生来源环状细菌素；②揭示益生菌介导的"菌群-代谢-免疫"跨尺度调控网络；③为替代抗生素提供了具膜破坏特性的生物活性分子。未来研究可聚焦细菌素纯化工艺及与其他益生菌的协同效应，推动水产养殖绿色转型。