阶段特异性的转录组分析揭示了金鲷（Trachinotus anak）在弹状病毒感染过程中免疫激活的逐步增强、免疫平衡的破坏以及病毒逃逸的现象

《Aquacultural Engineering》：Stage-specific transcriptomic analysis reveals progressive immune activation, imbalance and escape during rhabdovirus infection in golden pompano (Trachinotus anak)

　　黄玉聪|孙恒|王浩宇|郑文杰|李晓娟|吴德奇|李伟聪|李海青|蔡佳|王立群
广东海洋大学渔业学院，广东省水生动物疾病控制与健康养殖重点实验室，广东省高等教育机构水生经济动物疾病控制重点实验室，中国湛江

**摘要**
Carpione rhabdovirus (CAPRV) 是一种新发现的弹状病毒科成员，首次从中国南方爆发的金鲷（Trachinotus anak）疾病中分离出来。本研究利用整合的mRNA和miRNA转录组分析方法，全面研究了金鲷感染新型鱼类弹状病毒CAPRV2023后头部肾脏的免疫反应动态。结果表明，免疫反应具有明显的阶段特异性。在感染初期（12小时后），宿主迅速启动了先天抗病毒防御机制，表现为模式识别受体、I型干扰素信号通路和促炎细胞因子的上调。在感染后期（48小时后），免疫网络严重失调，促炎和抗炎通路同时被激活。尽管干扰素信号通路仍保持活跃，但CAPRV的复制持续增加，表明在观察期间宿主的免疫激活不足以有效控制病毒。在后期阶段，宿主表现出进行性免疫失调，伴随细胞因子过度产生、细胞凋亡和代谢紊乱，这些症状与多器官功能障碍和高死亡率相关。这些发现揭示了从早期免疫激活到逐渐免疫失调以及病毒控制不足的阶段性过程。研究人员鉴定出关键的相关免疫基因和调控miRNA，为理解宿主-病毒相互作用的分子机制提供了新的见解。这项工作强调了整合多组学方法在阐明抗病毒免疫调节方面的价值，并为开发针对海洋养殖物种的疾病控制策略奠定了基础。

**引言**
金鲷（Trachinotus anak）是一种在东亚和东南亚具有商业价值的海洋鱼类，因其生长快速和高经济价值而受到重视。近年来，金鲷在中国南部沿海的离岸养殖设施中被广泛养殖，已成为中国产量最高的海洋养殖鱼类。根据《中国渔业统计年鉴》的数据，其年产量截至2025年达到了305,552吨。然而，这种物种的集约化养殖受到新兴病毒疾病的日益威胁。2023年，一种被命名为Carpione rhabdovirus株2023（CAPRV2023）的新病毒被发现是导致金鲷大规模死亡事件的病原体（Sun等人，2025a，2025b）。这种高致病性病毒给水产养殖业造成了严重的经济损失，引发了人们对鱼类健康管理的紧迫关注。目前尚无有效的CAPRV2023疫苗或抗病毒治疗方法，因此迫切需要了解宿主的免疫反应，以制定针对性的疾病控制措施（Sun等人，2025a，2025b）。

**方法**
为了研究宿主-病原体相互作用，采用了高通量RNA测序（RNA-seq）进行转录组分析。通过测量全基因组的信使RNA（mRNA）表达水平，转录组分析能够捕捉宿主细胞对感染的全面转录反应，从而揭示特定免疫通路的激活或抑制情况（Wang等人，2025）。事实上，鱼类中的RNA-seq研究在识别病毒感染触发的关键抗病毒反应基因和信号通路方面发挥了重要作用（Wang等人，2025；Zhang等人，2025）。例如，转录组分析显示，暴露于弹状病毒的鱼类中模式识别受体通路和干扰素刺激基因的表达上调。因此，mRNA表达谱是感染组织中免疫通路激活和功能变化的关键指标，反映了宿主在病毒入侵期间的免疫反应状态（Ghaderzadeh等人，2025）。然而，仅基于mRNA的分析无法完全解释基因调控机制，因为非编码RNA的转录后调控也在调节免疫反应中起着关键作用。特别是microRNA（miRNA）是一类长度约为22个核苷酸的小RNA，通过结合目标mRNA中的互补序列来调控基因表达（Liu等人，2023；Kang等人，2025）。这些miRNA作为基因表达的关键调节因子，参与多种生物过程，包括先天免疫和适应性免疫的调控。在病毒感染期间，宿主的miRNA表达谱发生显著变化，许多miRNA在感染后会差异表达（Liu等人，2023；Kang等人，2025）。多项针对硬骨鱼的研究表明，暴露于病毒病原体的个体表现出数十种miRNA水平的改变，其中一些miRNA靶向参与抗病毒防御、炎症信号传导和细胞凋亡的免疫相关转录本（Kang等人，2025；SiouNing等人，2023；Huang等人，2024）。这种miRNA介导的调控机制现已被认为是宿主免疫反应的重要组成部分。鉴于其关键的调控功能，与免疫相关的miRNA正越来越多地被探索作为抗病毒干预的治疗靶点或感染状态和疾病进展的生物标志物（SiouNing等人，2023；Huang等人，2024；Zhao等人，2024）。

**整合mRNA和miRNA表达数据**
结合mRNA和miRNA表达数据可以更全面地了解病毒感染后的免疫网络变化。mRNA谱反映了针对病原体激活的下游效应器和信号通路，而miRNA谱则揭示了 fine-tune 这些反应的上游调控机制（Liu等人，2023；Zhang等人，2024；Li等人，2024）。mRNA-miRNA双组学分析通过将差异表达的miRNA与其目标mRNA联系起来，有助于构建调控交互网络，从而阐明感染期间的转录后调控和转录程序之间的相互作用。与单组学方法相比，同时分析编码和非编码RNA使研究人员能够研究参与宿主免疫反应的转录本之间的动态调控交互（Liu等人，2023；Zhang等人，2024；Li等人，2024）。这种整合策略有助于识别调控抗病毒通路的关键miRNA-mRNA对，从而深入理解病毒感染引起的先天免疫和适应性免疫的协同激活（SiouNing等人，2023；Wu等人，2022；Sun等人，2023）。

**伦理声明**
所有动物实验均遵循美国国立卫生研究院（NIH）《实验动物护理和使用指南》以及世界动物卫生组织（WOAH）《水生动物诊断测试手册》的规定进行。实验方案获得了广东省水生动物疾病控制与健康养殖重点实验室动物伦理委员会的批准（批准代码：20240625-005；批准日期：2024年6月25日）。

**实验设计与采样**
如图1A所示，我们通过RNA-seq分析了CAPRV2023感染的金鲷的转录组变化，收集了感染后12小时和48小时的头部肾脏样本进行后续分析。感染鱼类表现出典型的临床症状，包括嗜睡、厌食和旋转游动。在感染12小时时，观察到头部肾脏、肾脏和脾脏轻度肿胀，随后肝脏出现明显充血，头部肾脏显著增大。

**结论**
总体而言，我们的研究结果全面展示了病毒-宿主在金鲷中的相互作用，阐明了急性弹状病毒感染如何动态重塑宿主免疫信号通路，并伴随着miRNA相关的调控变化。这种阶段性的分析扩展了对鱼类抗病毒免疫反应的时间动态理解，揭示了从初始强健但不足的抗病毒反应到逐渐失衡的免疫状态的转变。

**作者贡献声明**
黄玉聪：撰写-审稿与编辑、撰写-初稿、验证、方法学、研究、资金获取、正式分析、数据管理。
孙恒：撰写-初稿、可视化、方法学、研究、资金获取。
王浩宇：撰写-初稿、验证、方法学、研究。
郑文杰：验证、研究。
李晓娟：验证、研究。
吴德奇：验证、研究。
李伟聪：验证、研究。

**致谢**
本研究由广东省高等院校重点科研平台与项目（编号：2025ZDZX4019）资助，并得到广东海洋大学研究生教育创新计划（202526）的支持。