長庚大學團隊發現 櫻花鉤吻鮭免疫基因的缺陷

長庚大學傅崇安教授從微觀的基因層面關懷台灣櫻花鉤吻鮭的保育議題。
【本報記者鍾春蘭桃園報導】被譽為台灣國寶魚的櫻花鉤吻鮭,因生存環境破壞、氣候變遷等因素出現瀕臨絕種的保育問題。長庚大學生物醫學系傅崇安教授研究團隊發現,該族群的生存問題,很可能與其免疫系統基因有關,建議未來能將此列入復育績效的追蹤指標,透過分析不同時間點所採集的樣本,檢視櫻花鉤吻鮭是否真正走向永續與穩定。
研究團隊發現,櫻花鉤吻鮭缺少了對不同免疫細胞間溝通和協同作用很關鍵的基因「介白素4號」(IL-4),這在哺乳類中會影響到過敏、氣喘、抗寄生蟲等免疫反應。團隊推論,缺少了IL-4基因的櫻花鉤吻鮭,對感染源的對抗性可能會受到限制,讓牠們比其他相近物種更容易受到水中寄生蟲的感染。
傅教授團隊今年更進一步分析研究後,發現負責呈現不同抗原的「主要組織相容性複合體」(MHC)基因,在現存的櫻花鉤吻鮭族群當中變異性偏低。傅教授解釋,通常這組基因會因為個體差異而呈現高度多樣性,有助於族群整體抵抗更多元的感染源。這個發現顯示,目前櫻花鉤吻鮭族群的免疫系統能檢測到的病原體數量較少,對各式各樣感染源的對抗性可能受到限制。不過傅教授團隊偵測到的少量變異性,表示現存族群中仍舊保有一些基因多樣性,對於復育工作的持續進行是正面的消息。
傅教授表示,IL-4基因的缺乏似乎是該物種的獨特特徵,或許與它們生活在內陸而不會接觸海中寄生蟲有關,使其有別於近親日本櫻花鮭,很可能不需要修復它。團隊未來將向京都大學博物館取得並分析台灣櫻花鉤吻鮭的基因序列,以排除這種免疫缺陷存在的原因,是由於族群數量較少,因此才在僅有的少數成員之間近親傳播的可能性。
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,櫻花鉤吻鮭是很年輕的物種,在上一個冰河時期之後的氣候變遷中才出現,距今不到50萬年,因此是一個很好的生物模型,可以用來研究新物種演化過程中有那些免疫基因會先改變。另一方面,透過研究本地的生物,可以提升人們對基礎科學的興趣,具有教育意義,他認為很值得投入研究。
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。

長庚大學傅崇安教授(圖左)帶領團隊探究台灣櫻花鉤吻鮭免疫系統基因。

長庚大學傅崇安教授(右二)與研究團隊林澤懋(左一)、李佳晏(左二)及張志瑋(右一)合影。