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长庚大学团队发现樱花鉤吻鮭免疫基因的缺陷

被誉為台湾国宝鱼的樱花鉤吻鮭,因生存环境破坏、气候变迁等因素出现濒临绝种的保育问题。长庚大学生物医学系傅崇安教授研究团队发现,该族群的生存问题,很可能与其免疫系统基因有关,建议未来能将此列入復育绩效的追踪指标,透过分析不同时间点所採集的样本,检视樱花鉤吻鮭是否真正走向永续与稳定。

长庚大学傅崇安教授从微观的基因层面关怀台湾樱花鉤吻鮭的保育议题。
长庚大学傅崇安教授从微观的基因层面关怀台湾樱花鉤吻鮭的保育议题。


研究团队发现,樱花鉤吻鮭缺少了对不同免疫细胞间沟通和协同作用很关键的基因「介白素4号」(滨尝-4),这在哺乳类中会影响到过敏、气喘、抗寄生虫等免疫反应。团队推论,缺少了滨尝-4基因的樱花鉤吻鮭,对感染源的对抗性可能会受到限制,让牠们比其他相近物种更容易受到水中寄生虫的感染。

傅教授团队今年更进一步分析研究后,发现负责呈现不同抗原的「主要组织相容性复合体」(惭贬颁)基因,在现存的樱花鉤吻鮭族群当中变异性偏低。傅教授解释,通常这组基因会因為个体差异而呈现高度多样性,有助於族群整体抵抗更多元的感染源。这个发现显示,目前樱花鉤吻鮭族群的免疫系统能检测到的病原体数量较少,对各式各样感染源的对抗性可能受到限制。不过傅教授团队侦测到的少量变异性,表示现存族群中仍旧保有一些基因多样性,对於復育工作的持续进行是正面的消息。

长庚大学傅崇安教授(图左)带领团队探究台湾樱花鉤吻鮭免疫系统基因。
长庚大学傅崇安教授(图左)带领团队探究台湾樱花鉤吻鮭免疫系统基因。


傅教授表示,滨尝-4基因的缺乏似乎是该物种的独特特徵,或许与它们生活在内陆而不会接触海中寄生虫有关,使其有别於近亲日本樱花鮭,很可能不需要修復它。团队未来将向京都大学博物馆取得并分析台湾樱花鉤吻鮭的基因序列,以排除这种免疫缺陷存在的原因,是由於族群数量较少,因此才在仅有的少数成员之间近亲传播的可能性。

此外,關於MHC缺乏變異性的部分,研究團隊建議可以透過基因檢測,選擇性地繁殖復育具有不同MHC 基因序列的櫻花鉤吻鮭,以保持其後代的多樣性,並野放至歷史棲息溪流中。傅教授團隊的研究成果凸顯出生物保育不是只能從生態環境著手,還能從微觀的基因、DNA、蛋白質等層面去了解物種的遺傳多樣性,以及如何促進這個指標性族群的長久健康。

傅崇安教授表示,樱花鉤吻鮭是很年轻的物种,在上一个冰河时期之后的气候变迁中才出现,距今不到50万年,因此是一个很好的生物模型,可以用来研究新物种演化过程中有那些免疫基因会先改变。另一方面,透过研究本地的生物,可以提升人们对基础科学的兴趣,具有教育意义,他认為很值得投入研究。

這項研究是由長庚醫學研究計畫及國科會計畫的經費補助,團隊除了傅崇安教授研究室成員外,還有長庚大學生醫系楊淑元副教授,以及海洋大學水產養殖系退休教授郭金泉老師。研究成果分別於2024年與2025年刊登在《Developmental and Comparative Immunology》(發育與比較免疫學)期刊上,也在6月上旬甫落幕的「2025亞洲魚類學會(ASI)年會暨第十二屆印度-太平洋魚類會議(IPFC)聯合會議」中發表。

长庚大学傅崇安教授(右二)与研究团队林泽懋(左一)、李佳晏(左二)及张志瑋(右一)合影。
长庚大学傅崇安教授(右二)与研究团队林泽懋(左一)、李佳晏(左二)及张志瑋(右一)合影。