近日,我校海洋学院海水养殖生物育种全国重点实验室陈新华团队围绕大黄鱼抗病毒免疫调控机制开展研究,两项成果相继发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》(细胞与分子生命科学)与《Water Biology and Security》(水生物与安全)国际权威期刊,进一步揭示硬骨鱼类干扰素免疫信号的调控规律,为海水鱼类抗病育种与养殖病害防控提供重要理论支撑。
干扰素是鱼类抵御病毒感染的核心免疫防线。当受到病毒侵袭时,机体会启动干扰素免疫反应,调动体内免疫基因发挥抗病毒作用;这套免疫系统需要精密调控,既要有足够强度清除病毒,又要避免免疫反应过度造成机体损伤。但目前学术界对于大黄鱼等重要养殖海水鱼,如何平衡免疫激活与免疫抑制的分子机制,仍知之甚少。
在第一项发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》(细胞与分子生命科学)的研究中,团队聚焦microRNA对干扰素通路的正向激活机制。研究发现,poly(I:C)或I型干扰素可诱导大黄鱼miR7132a表达升高。体内外功能实验证实miR7132a能够显著增强I型干扰素介导的抗病毒能力。机制解析表明,miR7132a直接靶向SOCS1基因的3’UTR区域,一方面加速SOCS1的mRNA降解,另一方面抑制其蛋白翻译过程,下调SOCS1蛋白丰度(图1)。SOCS1作为E3泛素连接酶,可通过SH2结构域结合STAT2的DBD结构域,介导STAT2蛋白第382位赖氨酸发生K48连接的泛素化修饰,促使STAT2经由蛋白酶体途径降解(图2)。miR7132a通过抑制SOCS1,解除SOCS1对STAT2的降解作用,维持细胞内STAT2蛋白水平,进而强化STAT2依赖的I型干扰素抗病毒应答(图3)。更重要的是,miR7132a抑制SOCS1这一调控模式在多个硬骨鱼中保守存在,提示该调控轴在鱼类免疫中具有广泛功能。


图1 miR-7132a负调控SOCS1的转录后水平

图2 SOCS1促进STAT2保守的K382位点泛素化降解

图3 鱼类miR-7132a靶向SOCS1促进I型干扰素反应的机制模式图
如果说上述miR-7132a扮演着免疫应答的“加速器”,推动机体快速启动抗病毒防御;课题组另一项发表于《Water Biology and Security》(水生物与安全)的研究,则揭示了免疫体系中的“刹车机制”(图4):研究鉴定了大黄鱼体内一个重要的免疫负调控蛋白SOCS3,该蛋白会在免疫刺激后表达上调,适度约束STAT1激活通路的强度,防止免疫应答失控。实验证实,该蛋白表达升高会削弱鱼类抗病毒能力,反之抑制该蛋白则可以增强机体干扰素免疫水平。


图4 鱼类SOCS3负调控STAT1抑制I型干扰素反应的机制模式图
两项研究形成完整的调控图景:病毒刺激诱导干扰素产生后,一方面miR7132a被诱导,抑制SOCS1,保护STAT2 不被泛素化降解,推动干扰素信号充分激活;另一方面免疫刺激同步上调SOCS3,结合STAT1抑制其功能,对免疫反应进行适度约束,一正一负共同维持大黄鱼干扰素抗病毒信号稳态。
kaiyun开云官方网页版为论文第一署名单位。海洋学院博士生刘佳美、硕士生陈友和博士生陈华枝分别为论文第一作者和共同第一作者,我校海洋学院陈新华教授和母尹楠副教授为论文共同通讯作者。该系列研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家现代农业产业技术等项目的资助。
论文详情:
1.英文题目:A conserved miR-7132a/SOCS1/STAT2 regulatory axis enhances type I IFN antiviral responses in teleost fish
中文题目:保守的miR-7132a/SOCS1/STAT2调控轴增强硬骨鱼I型IFN抗病毒免疫应答
链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s00018-026-06378-9
2.英文题目:SOCS3 acts as a potential negative regulator in the antiviral response of large yellow croaker (Larimichthys crocea) by interacting with STAT1
中文题目:SOCS3 通过与 STAT1 相互作用,作为大黄鱼(Larimichthys crocea)抗病毒免疫应答的潜在负调控因子
链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772735124000313
