《ISME Communications》:The mechanisms associated with the suppression of Vibrio parahaemolyticus cells in green-lipped mussels (Perna canaliculus)
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本研究针对副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)通过污染海产品引发人类弧菌病的关键问题,通过分析216个海水、生物膜和贻贝微生物组,发现具有显著低副溶血弧菌载量的贻贝拥有独特的微生物群落特征,并鉴定出LIM结构域蛋白和免疫球蛋白样结构域蛋白两种关键免疫蛋白的持续诱导表达。该研究揭示了贻贝微生物组与宿主免疫应答协同抑制病原菌的新机制,为海产品安全控制提供了新视角。
在海洋食品安全领域,副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)污染引发的食源性疾病一直是重大公共卫生挑战。这种病原菌通过贝类等海产品进入人类食物链,当摄入量达到感染剂量时便会引发弧菌病。值得注意的是,健康的贻贝本身并不会感染副溶血弧菌,这提示我们贻贝体内可能存在某种天然的防御机制。正是基于这一现象,研究人员展开了对绿唇贻贝(Perna canaliculus)抑制副溶血弧菌细胞机制的深入探索。
研究人员开展了一项为期一年的生态学研究,系统比较了216个海水、生物膜和贻贝样本的微生物组构成。通过原位分析方法,他们发现副溶血弧菌载量显著较低的贻贝拥有独特的微生物群落特征。这种特异性 microbiota 不仅包含已知具有溶弧菌活性的物种(如假单胞菌属 Pseudomonas spp.),还包括弯曲菌门(Campylobacterota)、马西略拟杆菌(Bacteroides massiliensis)、兰斯菲尔德菌属(Lancefieldella)、丹毒丝菌目(Erysipelotrichales)、粪杆菌属(Faecalibacterium)和链杆菌属(Catenibacterium)等尚未明确溶弧菌活性的菌群。
在蛋白质组学分析中,研究团队有了突破性发现:无论贻贝年龄或采集时间如何,仅在低副溶血弧菌载量的贻贝中持续诱导表达两种关键蛋白——LIM结构域蛋白(LIM domain-containing protein)和免疫球蛋白样结构域蛋白(immunoglobulin-like domain protein)。进一步分析显示,LIM结构域蛋白与一组参与血细胞分化和内体生物发生的蛋白质存在显著相互作用,这两种过程都是贻贝免疫系统的核心环节。
主要技术方法包括:微生物组测序分析(216个海水、生物膜和贻贝样本的年周期采集)、原位微生物群落比较分析、蛋白质组学筛选与鉴定、蛋白质相互作用网络分析。样本队列来源于自然环境中采集的绿唇贻贝及其相关生态环境样本。
研究结果
微生物组差异分析
通过比较贻贝、海水和生物膜的微生物组,发现贻贝微生物组构成与其他环境样本存在显著差异。低副溶血弧菌载量的贻贝具有独特的微生物群落特征。
免疫蛋白鉴定
蛋白质组学分析鉴定出LIM结构域蛋白和免疫球蛋白样结构域蛋白在低病原菌载量贻贝中特异性高表达。这两种蛋白的表达与贻贝年龄和采集时间无关。
免疫机制解析
LIM结构域蛋白与血细胞分化及内体生物发生相关蛋白网络存在功能关联,揭示了该蛋白在贻贝免疫应答中的核心作用。
研究结论表明,贻贝体内副溶血弧菌的低载量状态是由定居微生物群与宿主免疫反应共同作用的结果。这一发现不仅阐明了海产品中病原菌控制的生态学机制,更为开发新型生物防控策略提供了理论依据。该研究通过整合微生物生态学和宿主免疫学视角,为理解贝类-微生物互作提供了新的范式,对保障海产品安全和预防食源性疾病具有重要指导意义。相关研究成果发表于《ISME Communications》期刊。