保守的长链非编码RNA LTCONS12135在真骨鱼类中正向调控先天免疫系统

LTCONS12135是首次在米氏鲈中发现的lncRNA，其表达在LPS和poly(I:C)刺激下显著上调，并在斑马鱼模型中通过增强抗炎因子和病毒抑制基因的表达，有效抑制Vibrio anguillarum和VSV的感染与增殖，揭示了lncRNA在鱼类免疫中的保守调控作用。

　　

曹亚敏|何晓琼|郑薇薇|罗强|徐天军|孙玉娜

上海海洋大学渔业与生命科学学院鱼类分子免疫学实验室，中国上海

摘要

长链非编码RNA（lncRNAs）已被广泛证明是哺乳动物先天免疫的关键调节因子，但它们在水生动物中的抗菌和抗病毒免疫反应中的作用尚未得到充分研究。在本研究中，我们在米鱼（Miichthys miiuy）中发现了一种新的lncRNA，名为LTCONS12135，该lncRNA对先天免疫刺激有反应，并参与抗菌和抗病毒免疫反应。在用脂多糖（LPS）和聚肌苷酸：聚胞苷酸（poly(I:C)）刺激后，米鱼脾细胞（MSpC）中的LTCONS12135表达显著上调。进一步使用斑马鱼（Danio rerio）感染模型的研究表明，LTCONS12135显著增强了促炎细胞因子和抗病毒基因的转录，同时有效抑制了Vibrio anguillarum和囊泡口炎病毒（VSV）在宿主体内的感染和增殖。我们的发现揭示了lncRNAs在硬骨鱼类中的一种新的、保守的免疫调节作用，强调了非编码RNA在塑造水生脊椎动物先天免疫系统中的重要性。

引言

传染病对全球水产养殖构成了持续威胁，大规模的细菌和病毒病原体爆发每年造成巨大的经济损失（Maezono等人，2025年）。鱼类生活在开放的水生环境中，不断暴露于各种病原体中。它们最初通过第一道防线抵抗病原体入侵，这包括皮肤和黏液等物理和黏膜屏障（Salinas，2015年）。一旦这些屏障被突破，涉及细胞因子和干扰素信号传导的先天免疫反应会迅速被激活（Smith等人，2019年）。因此，物理屏障的保护作用是有限的，需要与先天免疫系统协同作用才能提供更大的保护。因此，深入了解这些快速而高效的先天免疫反应机制对于阐明鱼类的抗感染防御机制至关重要。

先天免疫系统通过模式识别受体（PRRs）检测病原体相关分子模式（PAMPs）来识别非自身物质（Artner等人，2013年）。这种识别随后激活了相关免疫因子（如干扰素、促炎细胞因子和干扰素刺激基因（ISGs）的表达（Penn等人，2022年）。多糖、脂多糖（LPS）、肽聚糖、细菌DNA和双链病毒RNA是常见的PAMP成分，它们在多细胞宿主体内不存在（Magnadóttir，2006年）。细胞因子在鱼类对细菌感染的先天免疫反应中起重要作用，通过调节炎症信号和免疫细胞激活（Sakai等人，2021年）。白细胞介素-6（Il6）和白细胞介素-8（Il8）是先天免疫中的主要促炎细胞因子。在病原体感染后，il6迅速上调，并通过Janus激酶/信号转导子和转录激活因子（JAK/STAT）信号通路促进免疫细胞增殖和激活，从而增强炎症信号级联（Hirano，2021年；Yu等人，2024年）。在斑马鱼中，Il6是一种高度保守的促炎细胞因子，可在免疫相关组织中表达（Varela等人，2012年）。同样，Il8属于CXC趋化因子家族，有助于中性粒细胞向感染组织的招募，从而支持先天免疫反应（Bernut等人，2016年；Oehlers等人，2010年）。干扰素刺激基因15（isg15）是抗病毒免疫中的关键免疫调节分子，在抗病毒防御中起核心作用。其表达受到干扰素（IFN）和病毒感染的强烈诱导。在斑马鱼和其他硬骨鱼类中，Isg15作为抗病毒效应分子，对抗多种RNA病毒（包括传染性造血坏死病毒（IHNV）和病毒性出血性败血症病毒（VHSV）起作用。这些抗病毒效应是通过病毒蛋白的泛素样修饰、抑制病毒复制酶活性以及调节宿主干扰素信号通路来实现的（Langevin等人，2013年；Liu等人，2022年）。

越来越多的研究表明，非编码RNA（ncRNAs）在多种生物过程中具有调节作用。这些ncRNAs包括环状RNA（circRNAs）、长链非编码RNA（lncRNAs）和微小RNA（miRNAs）（Nemeth等人，2024年）。一般来说，lncRNAs的长度超过200个核苷酸，在结构上类似于信使RNA（mRNAs），但不编码功能性蛋白质（Chen和Kim，2024年）。lncRNAs可以通过与蛋白质、RNA或它们的组合相互作用来发挥其功能（Statello等人，2021年）。近年来的证据表明，lncRNAs参与了广泛的生物过程，包括细胞生长、增殖和免疫调节。机制研究表明，与免疫相关的lncRNAs参与了促炎信号的调节以及免疫细胞的分化和极化（Feng等人，2022年；Walther和Schulte，2021年）。在哺乳动物中，研究证实lncRNAs可以通过吸附微小RNA（一种竞争性内源性RNA（ceRNA）机制）、调节染色质修饰或直接结合到免疫相关蛋白质来参与对细菌和病毒感染的免疫反应的调节（Lin等人，2019年；van Solingen等人，2022年；Xie等人，2023年；Yang等人，2024年）。在鱼类中，一些lncRNAs已被报道参与对病原体感染的免疫反应。例如，在缺氧条件下，lncRNA-432参与硬骨鱼类的抗菌免疫反应（Han等人，2025年）；在转录后，lncRNA LTCONS7822通过正向调节干扰素调节因子3（IRF3）激活的介质（MITA）来增强鱼类的先天免疫反应（Sun等人，2022年）；而在大黄鱼（Larimichthys crocea）中鉴定出的163种脾细胞特异性表达的lncRNAs可能与免疫功能有关（Liu等人，2019年）。然而，lncRNAs在免疫调节中的作用尚未完全明确。同时，关于lncRNAs在先天免疫背景下的研究相对较少，仅占所有lncRNA研究的4%（Robinson等人，2020年）。特别是那些调节由病毒和细菌感染引发的免疫反应的lncRNAs的功能特征在硬骨鱼类中仍然很大程度上未得到探索。

在这项研究中，我们从米鱼（Miichthys miiuy）中鉴定出一种新的lncRNA，命名为LTCONS12135，它似乎在鱼类的抗病毒和抗菌反应中起重要作用。米鱼（Miichthys miiuy）是中国东南沿海重要的高价值海水养殖鱼类，对其免疫机制的研究具有直接的实际价值（Xu等人，2016年）。首先，我们发现LTCONS12135在用LPS或聚肌苷酸：聚胞苷酸（poly(I:C)）刺激的米鱼脾细胞（MSpC）中的表达显著上调。随后，我们构建了LTCONS12135的过表达质粒，并使用感染了Vibrio anguillarum或囊泡口炎病毒（VSV）模型的斑马鱼（Danio rerio）来测试LTCONS12135的抗病毒和抗菌能力。斑马鱼（Danio rerio）已成为研究宿主-病原体相互作用的经典模式生物，因为它体型小、繁殖周期快、遗传学易于操作，并且具有包括先天和适应性成分在内的明确免疫系统（Zou和Nie，2017年）。V. anguillarum会导致多种鱼类的出血性败血症，导致大量死亡和严重的经济损失（Hegde等人，2023年）。相比之下，尽管VSV不是硬骨鱼类的天然病原体，但它被广泛用作病毒感染模型，因为它可以通过基质蛋白介导的宿主基因转录和干扰素信号传导有效抑制宿主的先天免疫反应（Guerra-Varela等人，2018年；Ma等人，2025年；Rajani等人，2012年）。结果表明，LTCONS12135过表达质粒可以在斑马鱼中有效表达，并增强促炎细胞因子和抗病毒因子（如isg15、il8和il6）的基因表达。此外，LTCONS12135过表达抑制了斑马鱼中V. anguillarum和VSV的复制和增殖。这项研究表明，LTCONS12135对V. anguillarum和VSV感染具有抑制作用，并为lncRNAs在鱼类先天免疫反应中的作用提供了新的见解。

动物和伦理声明

米鱼（Miichthys miiuy）（约50克）来自中国浙江省舟山渔业研究所。实验前，它们在海水中适应。海水的盐度保持在28–30‰，pH值在7.8–8.2之间，溶解氧浓度高于6毫克/升，温度约为25摄氏度。每天更换三分之一的海水，鱼类在这些条件下至少适应了6周（Zheng等人，2025年）。斑马鱼（Danio rerio）

lncRNA LTCONS12135的鉴定和特征

lncRNA LTCONS12135的长度为301个核苷酸（nt）。基因组定位分析显示，LTCONS12135位点在包括M. miiuy、N. albiflora和L. crocea在内的近缘物种中表现出保守的共线性。LTCONS12135位于10号染色体上，位于gfi1b/casq1和cryj1l/eif2b5之间（图1A）。基于序列比对，LTCONS12135在这些物种和斑马鱼之间的序列相似度为96.85%（图1B）。CPC2被用于

讨论

在这项研究中，我们鉴定了一种新的保守lncRNA分子LTCONS12135，并初步探讨了其在硬骨鱼类先天免疫反应中的潜在作用。我们的数据表明，LTCONS12135可能与硬骨鱼类的先天免疫反应有关。具体来说，LPS和poly(I:C)刺激显著增加了MSpC中LTCONS12135的表达，而在脾组织中未检测到相对于对照组的显著上调。尽管脾脏中的反应似乎

声明

在准备这项工作时，作者使用了ChatGPT进行语言润色。使用该工具后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对发表文章的内容承担全部责任。

CRediT作者贡献声明

曹亚敏：撰写——原始草稿，研究，数据管理。何晓琼：研究，数据管理。郑薇薇：监督。罗强：验证，监督。徐天军：撰写——审阅与编辑，监督。孙玉娜：撰写——审阅与编辑，监督。

未引用的参考文献

Sprent和Smeeton，2000

利益冲突声明

作者声明没有财务或个人利益冲突。

致谢

本研究得到了上海自然科学基金（25ZR1401163）的支持。