鱼类抗菌肽及其应用

王美娟

（宣城市渔业渔政局，安徽 宣城 242000）

鱼类是脊索动物门，脊椎动物亚门中最原始最低级的类群，终年栖息于水中，时刻面临着微生物的挑战，它们需要进化出一套行之有效的机制抵御微生物病原体的侵袭。然而鱼类的后天获得性免疫系统比较脆弱，只能依靠强大的先天免疫系统来抵御外界微生物。抗菌肽是鱼类先天免疫系统中非常重要的一类效应分子，作为抵御微生物病原体入侵的第一道防线，担负了极其重要的功能。鱼类抗菌肽是一类小分子蛋白质，具有广谱高效的抗微生物活性，在新型鱼病抗菌药物开发领域显示出巨大的潜力。

1 鱼类抗菌肽种类多样性

我国自然水域星罗棋布，不仅是中国地理环境的重要组成部分，而且还蕴藏着丰富的鱼类资源。鱼类为了抵御微生物病原体的侵袭，体内进化出丰富的抗菌肽。目前，人们已从鱼类中得到70多种抗菌肽。一些重要的鱼类抗菌肽名称，成熟肽氨基酸序列及抗菌肽来源见表1。

Chrysophsin-2 FFGWLIRGAIHAGKAIHGLIHRRRH Red sea bream（Chrysophrys major）真鲷［6］Chrysophsin-3 FIGLLISAGKAIHDLIRRRH Red sea bream（Chrysophrys major）真鲷［6］Epinecidin-1 GFIFHIIKGLFHAGKMIHGLV Orange-spotted Grouper（Epinephelus coioides）点带石斑鱼［7］Hepcidin QSHISLCRWCCNCCKANKGCGFCCKF Turbot（Scophthalmus maximus）大菱鲆［8］Hepcidin RCRFCCRCCPRMRGCGLCCQRR Red sea bream（Chrysophrys major）真鲷［9］Hepcidin LCRFCCKCCRNKGCGYCCKF Zebrafish（Danio rerio）斑马鱼［10］Hepcidin HSSPGGCRFCCNCCPNMSGCGVCCPF Striped bass（Morone saxatilis×M.chrysops）杂交条纹鲈鱼［11］Hepcidin QSHISMCTMCCNCCKWYKGCGFCCRF Medaka（Oryzias latipes）青鳉鱼［11］Hepcidin SHLSLCRWCCNCCHNKGGFCCKF Trout（Oncorhynchus mykiss）虹鳟［11］Misgurin RQRVEELSKFSKKGAAARRRK Mudfish（Misgurnus anguillicaudatus）泥鳅［12］Piscidin 4 FFRHLFRGAKAIFRGARQGXRAHKVVSRYRNRDVPETDNNQEEP Hybrid striped bass（Morone chrysops female x M.saxatilis male）杂交条纹鲈鱼［13］Moronecidin FFHHIFRGIVHVGKTIHKLVTGT Hybrid striped bass（Morone chrysops）雄性白鲈［14］Moronecidin FFHHIFRGIVHVGKTIHRLVTGT Striped bass（Morone saxatilis）条纹鲈［14］

2 鱼类抗菌肽功能多样性

2.1 抗菌活性

鱼类抗菌肽具有广谱的抗菌活性，对许多革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌都有活性，主要通过在病原菌细胞膜上造成“溶解性破坏”或形成“离子孔”，破坏了膜的完整性，使细胞内外屏障丧失，造成细胞内容物泄漏，从而杀死细胞［15］。1986年，有学者从豹鳎（Pardachirus marmoratus）体内分离到一种含有 35个氨基酸残基的抗菌肽——Pardaxin，这是最早从鱼体内分离得到的两亲性阳离子α-螺旋结构并具有穿膜作用的抗菌肽，该抗菌肽为离子型神经毒素，由该抗菌肽衍生出一系列具有比蜂毒素抗菌活性更强、溶血活性更低的抗菌活性肽［16］。多数抗菌肽在很低的浓度水平就显示出强大而广谱的抗菌活性，如来源于点带石斑鱼（E.coioides）的抗菌肽Epinecidin-1对副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）、溶藻弧菌（V.alginolyticus）、创伤弧菌（V.vulnificus）、巴氏德杆菌（Pasteurella multocida）、摩根菌（Morganella morganii）、温和气单胞菌（Aeromonas sobrio）、嗜水气单胞菌（A.hydrophila）、脑膜炎脓杆菌（Flavobacterium meningosepticum）和大肠杆菌（Escherichia coli DH5α）均显示抑菌作用，最小抑菌浓度（Minimum Inhibitory Concentration，MIC）均 ＜5 μM［7］。来源于美洲拟鲽（P.americanus）的 Pleurocidin对杀鲑气单胞菌（A.salmonicida）、毛霉亮发菌（Leucothrix mucor）以及柱状纤维黏细菌（Cytophaga columnaris）具有抑制作用，其中对柱状纤维黏细菌（C.columnaris）作用最强，最小抑菌浓度（MIC）为2.2μM［17］。Epinecidin-1 对真菌如白色念珠菌（Candida albicans）也有抑制作用，最小抑菌浓度 （MIC）为 16.76μM［7］。源于大西洋鲑（S.salar）的抗菌肽Cathelicidin 1和Cathelicidin 2（asCATH_1和asCATH_2）对鳗弧菌（V.anguillarum）和大肠杆菌（E.coli ATCC 25922）显示抑制作用［2］。Xavier Lauth等研究表明源自条纹鲈（M.saxatilis）皮肤和鳃的抗菌肽Moronecidin对所有的G+菌和大多数G-菌均有抑制作用（MIC＜20μM），其中对从鱼体内分离的两种海豚链球菌（Streptococcus iniae，KST740ak）和（S.iniae，KSTSi 6P）具有更强的抑制作用，最小抑菌浓度范围均为1.25 –2.5μM［14］。Noriaki Iijima等（2003 年）报道来源于真鲷（Chrysophrys major）的抗菌肽Chrysophsin-1、Chrysophsin-2和Chrysophsin-3对哈维氏弧菌（V.harveyi HUFP9111）、鳗弧菌（V.anguillarum ATCC 19264）、创伤弧菌（V.vulnificus ET-7617）、杀鲑气单胞菌（A.salmonicida NCMB 1102）均具有杀菌活性，最小致死浓度均小于10μM，其中chrysophsin-2对鳗弧菌（V.anguillarum ATCC 19264）的最小致死浓度仅 1.25μM［6］。

2.2 抗病毒活性

据报道，源于罗非鱼的抗菌肽Hepcidin 1-5（TH 1-5），随浓度的增加能较强抑制鱼感染神经坏死病毒（NNV）［18］。Wang等（2010 年）研究结果表明，源自点带石斑鱼的抗菌肽Epinecidin-1在浓度为1μg/mL时对神经坏死病毒（NNV）表现出很强的杀伤作用［19］。他们研究结果还表明，Hepcidin 1-5和Epinecidin-1仅对无包膜的球形病毒具有杀伤作用，而对一些有包膜病毒无抑制作用［19］。

2.3 抗肿瘤活性

源于罗非鱼的抗菌肽Hepcidin TH2-3对肿瘤细胞的杀伤作用具有选择性，在701μg/mL浓度下对人纤维肉瘤细胞HT1080有较好的杀伤力，可直接诱导HT1080溶解;而在10～100μg/mL浓度下对Hep-G2、HeLa肿瘤细胞和 Cos-7、WS-1细胞均无杀伤力［20］。源于点带石斑鱼（E.coioides）抗菌肽 Epinecidin-1，在 2.51μg/mL浓度下对HT1080、人组织细胞淋巴瘤细胞U-937、人宫颈癌HeLa?细胞以及人非小细胞肺癌细胞A549生长抑制率均高于60%，其中对HT1080、U-937的生长抑制率高达80%以上［21］。

3 抗菌肽应用的多样性

抗菌肽具有广谱的抗微生物活性，对细菌、真菌、霉菌、原虫和某些病毒均有活性。水生动物抗菌肽主要用于农业、水生动物病害防治以及水生动物饲料添加剂的应用。

目前，水生动物抗菌肽的研究主要集中在分离纯化及抗菌活性等方面［23］，应用于鱼类病害防治中的研究较少且不深入［24，25］。研究表明，采用现代分子克隆和基因工程技术，将重组天蚕素抗菌肽B和天蚕素抗菌肽P1单细胞克隆入契努克鲑鱼（Chinook salmon）胚胎细胞CHSE-214中，CHSE-214表达出来的天蚕素抗菌肽对嗜水气单胞菌、荧光假单胞菌和安圭拉弧菌等3种鱼类病原菌有很强的抑制作用，若能在水生动物病害防治中推广应用，可使病害发病率降低，有望逐步替代抗生素等传统药物，使水生动物病害和食品安全问题得到较好解决［26］。

在水生动物饲料中，将抗菌肽制剂添加到鱼饲料中，不仅可以提高水产动物的免疫抗病力，而且可以提高水产品质量，缓解水产养殖中的细菌耐药性及水产品抗生素污染等问题。如姜兰等（2002年）将基因重组抗菌肽的发酵产物浓缩干燥，添加到饲料中，对中华鳖红脖子病、赤斑病、穿孔病等一些常见病害具有一定的防治效果［27］;如林鑫等（2013年）将饲喂添加抗菌肽饲料的锦鲤感染维氏气单胞菌10d后的累积死亡率显著降低，充分证实口服抗菌肽可以显著提高锦鲤的抗病能力［28］。

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