弧菌是海洋環(huán)境中最豐富的細(xì)菌類(lèi)群之一，由各種弧菌作為病原體感染導(dǎo)致的弧菌病是養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)和野生魚(yú)類(lèi)中的一種主要疾病，導(dǎo)致漁業(yè)的重大經(jīng)濟(jì)損失。熱休克蛋白（Heatshockproteins，HSPs）是一類(lèi)廣泛存在于原核和真核生物體內(nèi)具有高度保守性的生物大分子，其表達(dá)在熱應(yīng)激、病毒感染或細(xì)菌感染時(shí)上調(diào)，可以通過(guò)抑制蛋白質(zhì)聚集防止細(xì)胞凋亡和細(xì)胞損傷，對(duì)細(xì)胞響應(yīng)生物和非生物的應(yīng)激源以及培養(yǎng)壓力耐受性有重要影響。

在這篇綜述中，我們重點(diǎn)關(guān)注HSPs在水產(chǎn)動(dòng)物面對(duì)各種壓力源，尤其是在面對(duì)弧菌感染時(shí)的功能，并綜合相關(guān)文獻(xiàn)，探討HSPs在維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和正常細(xì)胞代謝，以及在免疫調(diào)控中的重要性，從而可能對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖提供寶貴的支持。

1水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物中的弧菌感染

弧菌一般棲息在水生動(dòng)物的體表和腸道中，許多可以從健康魚(yú)的鰓和皮膚中分離出來(lái)的弧菌被認(rèn)為對(duì)魚(yú)無(wú)致病性，然而，當(dāng)這些水生動(dòng)物的外界環(huán)境面臨壓力時(shí)，它們可能成為機(jī)會(huì)性病原體造成宿主生病甚至死亡。影響水生動(dòng)物感染弧菌的因素有很多，包括生命階段（幼年和成年）、宿主遺傳學(xué)（物種和種群）、其它病原體的混合感染（寄生蟲(chóng)和病毒）、環(huán)境應(yīng)激導(dǎo)致的免疫系統(tǒng)減弱以及既往接觸弧菌的免疫啟動(dòng)。

我們將列表闡述水產(chǎn)動(dòng)物主要感染的弧菌種類(lèi)及其對(duì)應(yīng)的癥狀（表1）。

2水產(chǎn)動(dòng)物中熱休克蛋白的抗弧菌作用

各種生物和非生物性的環(huán)境壓力源（溫度、氧氣、鹽度、pH、營(yíng)養(yǎng)不良和其它病原體協(xié)同感染等）會(huì)極大地影響弧菌感染的結(jié)果。熱休克蛋白作為主要的應(yīng)激蛋白，不僅在面臨細(xì)菌和病毒感染時(shí)會(huì)上調(diào)，各種非生物因素的環(huán)境壓力，例如環(huán)境應(yīng)激（熱應(yīng)激）、重金屬毒性、鹽度和pH等均可以誘導(dǎo)細(xì)胞中HSPs的表達(dá)[1]。

我們將對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物中發(fā)揮免疫調(diào)控功能的HSPs一一闡述，以加強(qiáng)對(duì)其參與水產(chǎn)動(dòng)物免疫防御機(jī)制的認(rèn)識(shí)。

表1水產(chǎn)動(dòng)物主要感染的弧菌種類(lèi)及其對(duì)應(yīng)的癥狀

小分子熱休克蛋白（sHSPs或HSPB）是低分子質(zhì)量伴侶蛋白，可以通過(guò)不依賴(lài)ATP的方式結(jié)合變性蛋白從而充當(dāng)分子伴侶，主要負(fù)責(zé)各種細(xì)胞管家過(guò)程。在點(diǎn)帶石斑魚(yú)面臨細(xì)菌或病毒感染時(shí)，sHSPmRNA表達(dá)顯著增加，在生物體免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用。

HSP40蛋白又被稱(chēng)為J蛋白或DnaJ蛋白，具有特殊J結(jié)構(gòu)域，其主要功能是可直接與HSP70相互作用以刺激ATP酶活性，協(xié)助HSP70在蛋白質(zhì)折疊、組裝和拆卸蛋白質(zhì)復(fù)合物中發(fā)揮作用。Jie-LiCai等人的研究顯示，紅元寶鸚鵡魚(yú)的Hsp40在抗細(xì)菌免疫反應(yīng)過(guò)程中起重要作用。點(diǎn)帶石斑魚(yú)中的EcHsp40被石斑魚(yú)虹膜病毒顯著誘導(dǎo)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，發(fā)揮重要抗病毒作用。

HSP60在水產(chǎn)動(dòng)物中的研究相對(duì)于其它HSP家族較少，但在蛋白質(zhì)折疊中具有已知的作用。為了響應(yīng)環(huán)境壓力，未折疊蛋白質(zhì)的增加可觸發(fā)HSP60的誘導(dǎo)。海湖裸鯉幼魚(yú)受碳酸鹽堿度脅迫后，GpHsp60基因在各組織表達(dá)量均有顯著增高[2]

HSP70s是HSPs中含量最豐富的蛋白家族，可以在細(xì)胞中以ATP依賴(lài)的方式結(jié)合和釋放未折疊的多肽鏈，從而防止未折疊多肽鏈中不正確的分子折疊。HSP70不能單獨(dú)起作用，而是需與具有J結(jié)構(gòu)域的蛋白，例如HSP40（DnaJ）蛋白，以及一些核苷酸交換因子一起參與HSP70的構(gòu)象變化調(diào)節(jié)。HSP70對(duì)于水生動(dòng)物長(zhǎng)期適應(yīng)高溫環(huán)境非常重要。在副溶血性弧菌感染期間使用RNAi敲低南美白對(duì)蝦中的HSP70，顯著降低了多種免疫相關(guān)基因的表達(dá)，且16SrDNA測(cè)序顯示LvHSP70缺陷蝦腸道中弧菌的相對(duì)豐度顯著增加。另一項(xiàng)研究表明，雜交黃顙魚(yú)hsp70基因在肝臟，鰓，腦和肌肉組織中的表達(dá)量總體上隨溫度升高呈上升趨勢(shì)[3]。

HSP90s是一種高度保守的ATP依賴(lài)性分子伴侶，參與保護(hù)生物體免受環(huán)境應(yīng)激源的影響，例如熱和冷應(yīng)激、重金屬應(yīng)激、高低pH值應(yīng)激等。在華貴類(lèi)櫛孔扇貝中，CnHSP90表達(dá)水平與總類(lèi)胡蘿卜素含量（TCC）呈強(qiáng)正相關(guān)，這表明類(lèi)胡蘿卜素和HSP90水平都可以提高貴族扇貝的耐熱性。急性氨氮脅迫會(huì)造成黃顙魚(yú)肝臟和鰓中HSP90基因的mRNA表達(dá)量升高4。

總之，HSPs在水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)抗各種生物和非生物因素的應(yīng)激源刺激中起關(guān)鍵作用，可通過(guò)調(diào)節(jié)宿主的免疫來(lái)加強(qiáng)對(duì)弧菌的抵抗作用。

3HSPs在水產(chǎn)養(yǎng)殖健康管理中的應(yīng)用

目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)里疾病控制的常規(guī)治療方法是應(yīng)用各類(lèi)抗生素。盡管抗生素藥物是有效的，但同時(shí)它們也可能導(dǎo)致病原體對(duì)抗生素的抗藥性，濫用抗生素也會(huì)造成水產(chǎn)品中的生物積累，對(duì)公共衛(wèi)生構(gòu)成嚴(yán)重威脅，并對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成損害[5]

HSPs在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的潛在應(yīng)用之一是非致命的短期熱應(yīng)激誘導(dǎo)的HSPs高表達(dá)。通常情況下，飼養(yǎng)環(huán)境溫度的長(zhǎng)時(shí)間升高會(huì)影響水產(chǎn)動(dòng)物的正常生理過(guò)程，影響其攝食量和活力，降低生長(zhǎng)速度，免疫力減弱，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致死亡，但短期熱應(yīng)激產(chǎn)生的HSPs可以增加水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)病原菌和病毒的抵抗力。例如，在一項(xiàng)關(guān)于幼年斑節(jié)對(duì)蝦的研究中，短期熱刺激增加了HSP70的表達(dá)并在鰓中減少了相關(guān)病毒的復(fù)制。

除了熱應(yīng)激處理誘導(dǎo)HSPs高表達(dá)，一些藥理活性化合物也可以增強(qiáng)HSPs合成。據(jù)報(bào)道，在鹵蟲(chóng)中Tex-OE？可以誘導(dǎo)HSP70的表達(dá)，使先天免疫系統(tǒng)的兩個(gè)重要免疫基因多酚氧化酶和交聯(lián)酶上調(diào)，以增強(qiáng)蝦對(duì)病原性弧菌的免疫力。此外，病原體衍生的HSP也已經(jīng)被用作疫苗，針對(duì)它對(duì)魚(yú)類(lèi)中的細(xì)菌和其它寄生蟲(chóng)的功效進(jìn)行了測(cè)試，攜帶寄生蟲(chóng)HSP70的DNA載體被用作疫苗，該疫苗對(duì)石斑魚(yú)中的寄生蟲(chóng)表現(xiàn)出增強(qiáng)的保護(hù)作用。

結(jié)語(yǔ)

本研究全面介紹了HSPs在減輕外界應(yīng)激源刺激的有害影響從而增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)弧菌病的抗性方面發(fā)揮的核心作用。應(yīng)用非致命熱應(yīng)激、HSP誘導(dǎo)劑、外源性HSP作為食品補(bǔ)充劑，以及基于HSP的疫苗可能是水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物健康管理的有效策略，可以幫助應(yīng)對(duì)環(huán)境因素的潛在不利影響?？傊钊氲亓私釮SPs在外界應(yīng)激源刺激下的調(diào)節(jié)和功能可以引導(dǎo)開(kāi)發(fā)創(chuàng)新養(yǎng)殖方法，以提高水產(chǎn)動(dòng)物在面對(duì)復(fù)雜環(huán)境挑戰(zhàn)時(shí)的耐受性，擴(kuò)大生產(chǎn)力。

參考文獻(xiàn)：

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[3]朱凌威、張朝陽(yáng)、劉釗、李良玉、唐洪、趙仲孟、陳雨薇、武佳韻、黃小麗、楊世勇.雜交黃顙魚(yú)hsp70基因核心序列的克隆，表達(dá)及其在高溫應(yīng)激下的組織表達(dá)[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2021，42（1） ：9.

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[5]陳昱如，段艷平，張智博，等.長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶水環(huán)境中抗生素人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2023，43（7）：3713-3729.

收稿日期：2025-05-16

作者簡(jiǎn)介：閆瀚予（1999—），女，漢族，碩士，工程師。研究方向：水產(chǎn)、病害、免疫學(xué)。