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论文解读-嗜水气单胞菌感染对鲤鱼氧化应激、非特异性免疫、自噬和凋亡的影响

时间：2020-04-09 22:03|来源：水产养殖网|作者：水生动物健康评估公众号 |编辑：富农业水产网|点击：次

今天给大家分享一篇发表在DCI上的文章——《嗜水气单胞菌感染对鲤鱼氧化应激、非特异性免疫、自噬和凋亡的影响》，实验设计以及行文较为基础，对于新手研究生具有借鉴意义。
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嗜水气单胞菌是淡水养殖中最常见的致病菌之一，嗜水气单胞菌属于革兰氏阴性兼性厌氧菌，在自然生态系统(如淡水河流和沿海地区)以及自来水中普遍存在，该菌产生的毒素具有溶血性、细胞毒性及肠致病性，可引起鳗鲡的赤鳍病、鲤和金鱼竖鳞病、鲢和鳙的打印病、青鱼草鱼的细菌性肠炎，还可导致鱼类的败血症。这项研究中，通过酶活性测定、qPCR和WB技术探究了由嗜水气单胞菌引起的鲤肝毒性机制。研究了鲤对嗜水气单胞菌应答过程中的氧化应激、自噬和凋亡现象，旨在更好理解鲤感染嗜水气单胞菌的致死原因。

一、实验设计

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二、实验结果

1.急性攻毒感染实验死亡率和半数致死浓度(如表2) 
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2.抗氧化酶活力
（1）血清和肝脏
血清中（Fig.2A），GSH活性在感染后的第一天达到峰值，SOD活性在第三天达到顶峰。但是这两种酶的活性水平在第七显著下降（P <0.05），而且高浓度细菌注射组（C2）的这两种酶活性水平大都低于低浓度注射组(C1)。此外，实验组中的丙二醛（MDA）活性水平与感染后第一天的对照组相似，但在感染后第3/5/7天相对于对照组显著增加（P <0.05）；MDA水平在感染后第7天达到峰值。
肝脏中（Fig.2B），随着感染时间的延长，GSH和SOD活性水平一开始上调，随后以剂量依赖的方式下调。两种酶的水平在感染后第3天达到高峰，但在第7天下降到最低点。与前两项指标相比，随着感染时间的延长，MDA含量较对照组明显升高。此外，高浓度细菌注射组的丙二醛含量普遍高于低浓度细菌注射组。
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（2）肠道和鳃
肠道中（Fig.3A），实验组GSH、SOD、MDA活性水平与对照组比较均有显著性差异，但是感染后第一天MDA和第三天感染后所有指标水平除外。高细菌浓度注射组的GSH和SOD活性水平明显高于对照组，感染后的第5、第7天这些酶的活性显著降低。MDA水平在感染期间普遍升高，在感染后第5天和第7天，显著升高(P < 0.05)。
鳃中（Fig.3B），GSH和SOD两种酶的活性水平在感染第3天达到高峰，在第7天最低。感染后第5天和第7天，MDA含量在整个感染过程中不断增加，与对照组有显著差异。
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3.非特异性免疫酶活性（ACP, AKP, LZM）
（1）血清和肝脏
血清中（Fig.4A），实验组ACP活性和对照组没有显著性差异。AKP活性在感染第一天显著下降，其他时间没有显著性差异。高浓度细菌注射组感染后第3天LZM活性较对照组明显升高(P < 0.05)，而感染后第7天LZM活性较对照组明显降低。
肝脏中（Fig.4B），高浓度细菌注射组感染后第1、3 天ACP和LZM活性明显升高(P < 0.05)，但是第5、7 天肝脏ACP和LZM活性显著降低(P < 0.05)。AKP浓度在高细菌浓度注射组感染后第一天就达到高峰。
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（2）肠道和鳃
肠道中（Fig.5A），与对照组相比，嗜水气单胞菌感染后1 天后实验组ACP、AKP、LZM活性水平显著升高。然而，在感染后的第5天和第7天，这些酶的活性水平显著下降（低浓度细菌注射组ACP活性水平除外）。嗜水气单胞菌感染后第3天实验组ACP、AKP、LZM活性水平无对照组相比无显著性变化。
鳃中（Fig.5B），ACP和LZM活性水平相似。感染后第1天和第5天，这些酶的活性水平在对照组和治疗组之间没有显著差异。然而，ACP和LZM的活性水平在实验组一般在感染后第3 天高于对照组，在感染后7 天明显低于对照组。AKP活性水平在感染后第1、3天开始升高，随后在第5、7天降低。

4.基因荧光定量
（1）自噬相关基因:发生显著性变化 (仅示肝脏)
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（2）凋亡相关基因
Bcl-2在肝脏和肾脏的表达在低浓度组感染后第1天显著上调，在高浓度组感染后第3天显著上调。感染后第3天，Bcl-2在大脑中的表达也显著增加；与对照组相比，Caspase3在嗜水气单胞菌感染早期显著下调，在感染后期(第5天和第7天)，实验组Caspase3表达水平与对照组无显著差异，但Caspase3表达水平上调。
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5.WB检测自噬蛋白表达
通过检测自噬蛋白的标志物LC3B的表达水平，探讨嗜水气单胞菌是否引起了鲤鱼的自噬。WB结果表明感染后的第三和第五天，高细菌注射组中LC3B -∥/ LC3Bǀ比率在肝脏增加，表明嗜水气单胞菌感染会引起鲤鱼体内自噬现象的发生。
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6.总结
本研究结果表明嗜水气单胞菌感染对鲤鱼有一定的毒性作用。虽然引起了氧化应激等应激反应，但这些反应并不能维持细胞的稳态。嗜水气单胞菌可引起鲤鱼的氧化损伤、非特异性免疫反应和自噬，可能在感染后期引起细胞凋亡。这些因素的综合作用可能导致鲤鱼死亡。这些发现为阐明嗜水气单胞菌对鲤鱼的毒性机制提供了依据。

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