論文解讀-嗜水氣單胞菌感染對鯉魚氧化應激、非特異性免疫、自噬和凋亡的影響 |
| 出處：水生動物健康評估公眾號 作者：小破同學 水產養殖網 2020-04-06 22:53:00 |
今天給大家分享一篇發表在DCI上的文章——《嗜水氣單胞菌感染對鯉魚氧化應激、非特異性免疫、自噬和凋亡的影響》，實驗設計以及行文較為基礎，對于新手研究生具有借鑒意義。
嗜水氣單胞菌是淡水養殖中最常見的致病菌之一，嗜水氣單胞菌屬于革蘭氏陰性兼性厭氧菌，在自然生態系統(如淡水河流和沿海地區)以及自來水中普遍存在，該菌產生的毒素具有溶血性、細胞毒性及腸致病性，可引起鰻鱺的赤鰭病、鯉和金魚豎鱗病、鰱和鳙的打印病、青魚草魚的細菌性腸炎，還可導致魚類的敗血癥。這項研究中，通過酶活性測定、qPCR和WB技術探究了由嗜水氣單胞菌引起的鯉肝毒性機制。研究了鯉對嗜水氣單胞菌應答過程中的氧化應激、自噬和凋亡現象，旨在更好理解鯉感染嗜水氣單胞菌的致死原因。
一、實驗設計
二、實驗結果
1.急性攻毒感染實驗死亡率和半數致死濃度(如表2)
2.抗氧化酶活力
（1）血清和肝臟
血清中（Fig.2A），GSH活性在感染后的第一天達到峰值，SOD活性在第三天達到頂峰。但是這兩種酶的活性水平在第七顯著下降（P <0.05），而且高濃度細菌注射組（C2）的這兩種酶活性水平大都低于低濃度注射組(C1)。此外，實驗組中的丙二醛（MDA）活性水平與感染后第一天的對照組相似，但在感染后第3/5/7天相對于對照組顯著增加（P <0.05）；MDA水平在感染后第7天達到峰值。
肝臟中（Fig.2B），隨著感染時間的延長，GSH和SOD活性水平一開始上調，隨后以劑量依賴的方式下調。兩種酶的水平在感染后第3天達到高峰，但在第7天下降到最低點。與前兩項指標相比，隨著感染時間的延長，MDA含量較對照組明顯升高。此外，高濃度細菌注射組的丙二醛含量普遍高于低濃度細菌注射組。
（2）腸道和鰓
腸道中（Fig.3A），實驗組GSH、SOD、MDA活性水平與對照組比較均有顯著性差異，但是感染后第一天MDA和第三天感染后所有指標水平除外。高細菌濃度注射組的GSH和SOD活性水平明顯高于對照組，感染后的第5、第7天這些酶的活性顯著降低。MDA水平在感染期間普遍升高，在感染后第5天和第7天，顯著升高(P < 0.05)。
鰓中（Fig.3B），GSH和SOD兩種酶的活性水平在感染第3天達到高峰，在第7天最低。感染后第5天和第7天，MDA含量在整個感染過程中不斷增加，與對照組有顯著差異。
3.非特異性免疫酶活性（ACP, AKP, LZM）
（1）血清和肝臟
血清中（Fig.4A），實驗組ACP活性和對照組沒有顯著性差異。AKP活性在感染第一天顯著下降，其他時間沒有顯著性差異。高濃度細菌注射組感染后第3天LZM活性較對照組明顯升高(P < 0.05)，而感染后第7天LZM活性較對照組明顯降低。
肝臟中（Fig.4B），高濃度細菌注射組感染后第1、3 天ACP和LZM活性明顯升高(P < 0.05)，但是第5、7 天肝臟ACP和LZM活性顯著降低(P < 0.05)。AKP濃度在高細菌濃度注射組感染后第一天就達到高峰。
（2）腸道和鰓
腸道中（Fig.5A），與對照組相比，嗜水氣單胞菌感染后1 天后實驗組ACP、AKP、LZM活性水平顯著升高。然而，在感染后的第5天和第7天，這些酶的活性水平顯著下降（低濃度細菌注射組ACP活性水平除外）。嗜水氣單胞菌感染后第3天實驗組ACP、AKP、LZM活性水平無對照組相比無顯著性變化。
鰓中（Fig.5B），ACP和LZM活性水平相似。感染后第1天和第5天，這些酶的活性水平在對照組和治療組之間沒有顯著差異。然而，ACP和LZM的活性水平在實驗組一般在感染后第3 天高于對照組，在感染后7 天明顯低于對照組。AKP活性水平在感染后第1、3天開始升高，隨后在第5、7天降低。
4.基因熒光定量
（1）自噬相關基因:發生顯著性變化 (僅示肝臟)
（2）凋亡相關基因
Bcl-2在肝臟和腎臟的表達在低濃度組感染后第1天顯著上調，在高濃度組感染后第3天顯著上調。感染后第3天，Bcl-2在大腦中的表達也顯著增加；與對照組相比，Caspase3在嗜水氣單胞菌感染早期顯著下調，在感染后期(第5天和第7天)，實驗組Caspase3表達水平與對照組無顯著差異，但Caspase3表達水平上調。
5.WB檢測自噬蛋白表達
通過檢測自噬蛋白的標志物LC3B的表達水平，探討嗜水氣單胞菌是否引起了鯉魚的自噬。WB結果表明感染后的第三和第五天，高細菌注射組中LC3B -∥/ LC3Bǀ比率在肝臟增加，表明嗜水氣單胞菌感染會引起鯉魚體內自噬現象的發生。
6.總結
本研究結果表明嗜水氣單胞菌感染對鯉魚有一定的毒性作用。雖然引起了氧化應激等應激反應，但這些反應并不能維持細胞的穩態。嗜水氣單胞菌可引起鯉魚的氧化損傷、非特異性免疫反應和自噬，可能在感染后期引起細胞凋亡。這些因素的綜合作用可能導致鯉魚死亡。這些發現為闡明嗜水氣單胞菌對鯉魚的毒性機制提供了依據。
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