研究團(tuán)隊(duì)通過整合凝膠過濾層析、離子交換層析和質(zhì)譜鑒定技術(shù)，從草魚腸道中分離并鑒定出一個(gè)新型抗菌蛋白——白細(xì)胞衍生趨化因子2（LECT2）。發(fā)現(xiàn)LECT2除了具有之前報(bào)道的免疫調(diào)節(jié)活性，在低等脊椎動(dòng)物中還具有直接殺菌活性和凝集細(xì)菌的活性，從而幫助宿主抵御病原菌的感染。與四足動(dòng)物不同，硬骨魚類的LECT2發(fā)生了基因復(fù)制和演化，其中LECT2-a主要表達(dá)于系統(tǒng)免疫器官中，而LECT2-b則主要表達(dá)于黏膜免疫器官中（Hu et al., Journal of Immunology, 2022a）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)LECT2-b能夠調(diào)控宿主腸道菌群穩(wěn)態(tài)，敲降LECT2-b表達(dá)則會(huì)導(dǎo)致腸道菌群紊亂，條件致病菌含量增加，其中氣單胞菌的增加尤為顯著，進(jìn)而引發(fā)腸道炎癥；注射回補(bǔ)LECT2-b重組蛋白能夠減輕敲降LECT2-b導(dǎo)致的腸道炎癥，重建腸道菌群穩(wěn)態(tài)。進(jìn)一步研究表明，帶正電荷的LECT2-b會(huì)優(yōu)先靶向和殺傷帶較多負(fù)電荷的病原菌而非益生菌，這可能是LECT2-b能夠調(diào)控宿主腸道菌群穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制（Hu et al., Journal of Immunology, 2023）。該研究系統(tǒng)地探究了脊椎動(dòng)物L(fēng)ECT2，特別是硬骨魚類的LECT2在抗菌免疫中的新功能，解析了草魚LECT2-b調(diào)控腸道菌群穩(wěn)態(tài)的功能和作用機(jī)制，為利用免疫效應(yīng)因子防控魚類細(xì)菌性疾病提供了理論依據(jù)和候選分子。

 

　　此外，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)探究了脊椎動(dòng)物補(bǔ)體分子C3a、C4a和C5a的抗菌功能，發(fā)現(xiàn)脊椎動(dòng)物C3a、C4a和C5a的結(jié)構(gòu)較為保守，但所帶凈電荷呈現(xiàn)顯著趨異演化，是其抗菌活性的決定因子，通過將中性或帶負(fù)電荷的氨基酸點(diǎn)突變?yōu)閹д姾傻陌被峥梢宰専o抗菌活性的C3a、C4a和C5a源多肽轉(zhuǎn)變?yōu)榭咕?，此研究為來源于補(bǔ)體分子C3a、C4a和C5a的抗菌肽的分子設(shè)計(jì)奠定了重要的理論基礎(chǔ)（Zhang et al., Journal of Immunology, 2022b）。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)草魚C3a能夠通過IgM+B細(xì)胞表面的受體C3aR顯著促進(jìn)IgM+B細(xì)胞的吞噬活性，且C3a碳末端的α-螺旋具有完整的促吞噬功能，這不僅揭示了魚類C3a的新功能，還為通過分子設(shè)計(jì)將C3a以及C5a（均具有顯著的免疫調(diào)節(jié)活性）開發(fā)為疫苗分子佐劑奠定了理論基礎(chǔ)（Ma et al., Frontiers in Immunology, 2022）。

 

　　華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院已畢業(yè)博士生胡亞珍、已畢業(yè)碩士生馬自有以及張旭杰副教授分別為相關(guān)論文的第一作者，張永安教授和張旭杰副教授為論文的共同通訊作者。

 

　　上述研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系及湖北洪山實(shí)驗(yàn)室重大項(xiàng)目等資助。