在鲤鱼（Cyprinus carpio）对SVCV感染的免疫反应中，PARP12短异构体的功能特性研究

PARP12在常见 carp 中首次被鉴定并证实通过ADP-核糖基化抑制春 Ví dụ Viraemia病毒（SVCV）复制，上调ISG15、干扰素等抗病毒分子表达，为鱼类抗病毒治疗提供新靶点。

李婷|张颖颖|王翠霞|于瑞宽|严东春|司凌军|常林瑞

鲁东大学渔业学院，中国烟台

摘要

聚(ADP-核糖)聚合酶12（PARP12）被鉴定为干扰素刺激基因（ISG），它可以通过PARP依赖性的ADP-核糖化作用来限制病毒复制。目前，已有研究报道了PARP12在哺乳动物体内的抗病毒能力，但关于鱼类中PARP12的免疫功能尚未有相关数据。在本研究中，从普通鲤鱼（Cyprinus carpio）中鉴定出一种PARP12基因（CcPARP12），并探讨了其在抗病毒免疫反应中的作用。结构分析表明，CcPARP12包含ZnF-C3H1基序和WWE结构域，这与PARP12-S亚型的结构特征一致。体内基因表达分析显示，健康鲤鱼不同组织中的CcPARP12 mRNA表达水平存在差异，其中头部肾脏中的表达量最高；鲤鱼病毒性腹水病（SVCV）感染会诱导多种免疫相关组织中CcPARP12的表达。亚细胞定位分析显示，CcPARP12主要位于EPC细胞的细胞核区域。体外实验表明，CcPARP12能够抑制SVCV在EPC细胞中的复制，降低病毒载量并减轻细胞病变效应（CPE），同时还能上调抗病毒分子ISG15、IFN和Viperin的表达。总体而言，这些结果表明CcPARP12在宿主对SVCV感染的免疫反应中具有防御作用。本研究扩展了人们对鱼类及更低等脊椎动物中PARP12抗病毒特性的认识，为SVCV感染的潜在治疗策略提供了新的靶点。

引言

聚(ADP-核糖)聚合酶（PARPs），也称为类白喉毒素ADP-核糖转移酶（ARTDs），是一类能够将ADP-核糖单元从烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）转移到目标蛋白质和核酸上的酶，从而引发单ADP-核糖化（MARylation）或多ADP-核糖化（PARylation）（Gibson和Kraus，2012；Kuny和Sullivan，2016）。目前已鉴定出17种PARP成员，可根据结构域、功能或催化活性进行分类（Gupte等，2017；Harrison等，2020）。这些PARPs在多种生物过程中发挥重要作用，如DNA损伤修复、细胞信号传导、细胞凋亡、染色体结构调节和转录调控（Gibson和Kraus，2012；Gupte等，2017；Hassa和Hottiger，2008；Smulson等，2000）。此外，PARPs还被发现对宿主对病毒感染的反应至关重要（Atasheva等，2012；Fehr等，2020；Kuny和Sullivan，2016），以及其他细胞应激反应，如氧化应激和热休克反应（Leung等，2011；Vyas和Chang，2014；Welsby等，2014）。

PARP12（也称为ARTD12）是一种单ADP-核糖转移酶。最初，PARP12被鉴定为干扰素刺激基因（ISG），其表达可被病毒感染或干扰素（IFN）诱导（de Veer等，2001；Liu等，2012；Schoggins等，2011）。近年来，多项研究表明PARP12在体内或体外具有抑制病毒复制的作用，包括水疱性口炎病毒（VSV）（Liu等，2012）、委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）（Atasheva等，2012；Atasheva等，2014）、辛德比斯病毒（SINV）（Atasheva等，2014）、脑心肌炎病毒（EMCV）（Atasheva等，2014）、寨卡病毒（ZIKV）（Li等，2018）和Mac1突变小鼠肝炎病毒（MHV）（Kerr等，2023）。机制研究表明，PARP12可通过直接与VEEV感染细胞的多聚体结合并形成复合物来抑制病毒复制（Atasheva等，2014）。随后研究发现，PARP12还能通过PARP结构域依赖性途径促进病毒蛋白降解，从而抑制ZIKV（Li等，2018）。此外，PARP12还与癌症发生（Gaston等，2016；Pavithran等，2025；Shao等，2018）、卵母细胞减数分裂成熟调节（Cao等，2023）以及线粒体功能维持（Hu等，2022）有关。

迄今为止，PARP12的抗病毒功能主要在哺乳动物（尤其是人类和李等，2021；Li等，2018；Atasheva等，2012；Atasheva等，2014；Kerr等，2023；Liu等，2012；Welsby等，2014）中进行研究。然而，关于鱼类PARP12基因的数据尚缺乏。普通鲤鱼（Cyprinus carpio）是中国重要的淡水养殖鱼类，占全球淡水水产养殖产量的10%以上（Mohammed等，2024），但常受到病毒感染的威胁，尤其是鲤鱼病毒性腹水病（SVCV）。SVCV属于Rhabdoviridae科的Vesiculovirus属，是一种负链单链RNA（ssRNA）病毒，编码五种结构蛋白：核蛋白（N）、磷酸蛋白（P）、基质蛋白（M）、糖蛋白（G）和RNA依赖性聚合酶（L）（Hoffmann等，2002）。作为导致普通鲤鱼及其他鲤科鱼类高死亡率及巨大经济损失的疾病病原体，SVCV已被国际动物疫病办公室（OIE）列为需报告的疾病病原体。目前尚无有效的预防和治疗方法。鉴于此，为了了解鱼类PARP12在病毒感染中的免疫作用，本研究在普通鲤鱼中鉴定了PARP12基因（命名为CcPARP12），并进一步探讨了其对SVCV的反应机制。这是首次研究鱼类中PARP12的生物学功能，相关结果将为鱼类抗病毒免疫提供新的见解，可能有助于开发针对SVCV感染的治疗策略。

部分内容

普通鲤鱼与样本采集

实验所用普通鲤鱼（体长10-15厘米，体重30-50克）来自山东省蓬莱市，生长条件正常。这些鱼在18-20°C的水族箱中饲养，定期更换水质并保证充足氧气，每天喂食两次配方饲料颗粒。实验前，鱼需适应新环境7天。解剖前使用MS-222（Sigma，美国）对鱼进行麻醉，然后采集多种组织样本（肝脏、脾脏等）。

CcPARP12的鉴定与生物信息学分析

如图1A所示，CcPARP12的完整ORF序列长度为1332 bp，编码443个氨基酸（aa）。CcPARP12的蛋白质结构域包括三个CCCH型锌指（ZnF-C3H1）基序（位于N端的91-119、176-202和254-280位）以及一个WWE结构域（位于C端的352-427位）。结构域分析显示CcPARP12具有典型的PARP12结构特征（图1B）。PARP12的3D结构可视化结果如图1C所示。

讨论

ADP-核糖化是一种由PARPs（也称为ARTDs）催化的翻译后修饰，能够影响多种细胞过程。近年来，PARPs在病毒免疫反应中的作用受到了越来越多的关注（Fehr等，2020；Kerr等，2023；Kuny和Sullivan，2016；Li等，2021；Li等，2018）。哺乳动物体内至少存在17种PARPs，包括PARP9、PARP12、PARP13等。

结论

本研究首次报道了鱼类中PARP12的免疫功能。研究表明，CcPARP12在普通鲤鱼对SVCV感染的免疫反应中起积极作用，可抑制病毒复制并调节抗病毒分子的表达。这为我们理解PARP12在鱼类抗病毒免疫中的重要性提供了新的视角。

CRediT作者贡献声明

常林瑞：研究设计、方法学、软件应用。张颖颖：数据验证、资源获取、方法学研究、数据分析、数据整理。李婷：撰写及修订、初稿撰写、数据可视化、结果验证、项目监督、方法学设计、资金申请、概念构思。司凌军：软件应用、研究设计、资金申请。严东春：数据可视化、项目管理、资金申请、数据分析。于瑞宽：

未引用参考文献

Chaumont等；Curtin等；Dharwal和Naura等；Gao等；Guo等；Huang等；Liu等；Liu等；Pei等；Roberge等；Zhang等。

利益冲突声明

所有作者声明不存在利益冲突。

致谢

本研究得到了山东省自然科学基金（ZR2024MC115）、鲁东大学研究生创新项目（IPGS2025-089）以及山东省高等学校青年科技创新团队支持计划（2024KJI021）的支持。