海洋无脊椎动物补体系统研究进展

补体系统是先天免疫的重要组成部分,在免疫反应中发挥重要作用。补体的研究可以为海洋无脊椎动物提供病害防治的理论基础。本文介绍了海洋无脊椎动物补体系统中已报道的C1q、MBL、ficolin、MASP、B因子、C3和C6等成分,比较了海洋无脊椎动物补体成分的功能,描述了其补体激活途径和补体系统进化情况。目前,海洋无脊椎动物补体的研究发展很快,揭示可能存在与脊椎动物差异较大的补体系统,但是缺乏系统的基础研究而未能构建起理论模型。     

微生物多糖对罗非鱼生长及非特异免疫功能的影响

在罗非鱼鱼种饲料中添加肽聚糖0．2g／kg、复合肽聚糖2g／kg、酵母细胞壁2g／kgg、β-葡聚糖2g／kg；饲养60d后，观察测定了微生物多聚糖对罗非鱼生长及血清溶菌酶和补体替代途径溶血活性(ACH50)的影响。结果表明，酵母细胞壁、β-葡聚糖和肽聚糖对罗非鱼促生长作用不显著，复合肽聚糖有抑制生长作用。酵母细胞壁和β-葡聚糖均能提高血清溶菌酶活性，但对补体替代途径溶血活性无明显激活作用。     

饲用枯草芽孢杆菌HGcc-1对鲤肠肝健康、血清补体及肠道菌群的影响

为了研究枯草芽孢杆菌HGcc-1对鲤肠肝健康、血清补体和肠道菌群的影响,实验选择体质量为(13.10±0.39) g健康鲤,随机分为HGcc-1添加组和对照组,养殖20周后测定生长指标,用试剂盒检测了鲤血清内毒素(LPS)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、总补体和溶菌酶,并对肠道菌群进行了16S rRNA测序,同时将添加组和对照组的肠道菌群转接至无菌斑马鱼,然后检测无菌斑马鱼体内毒素结合蛋白(LBP)、ALT、AST的水平和C3、C4基因表达量;最后还检测了HGcc-1直接作用于无菌斑马鱼时,无菌斑马鱼的ALT、AST的水平和C3、C4基因表达量。结果显示,HGcc-1对鲤的增重率无显著影响;与对照组相比,饲料中添加HGcc-1显著降低鲤血清内毒素、ALT和AST水平;同时HGcc-1添加组血清总补体水平显著升高。在门水平上,HGcc-1添加组中梭杆菌门丰度比对照组增加了47.1%;变形菌门丰度比对照组减少了70.7%;在属水平上,HGcc-1添加组中鲸杆菌属(的丰度比对照组增加了47.1%;柠檬酸杆菌属和气单胞菌属(的丰度比对照组分别减少了56.6%和70.9%。利用无菌斑马鱼模型进一步发现,HGcc-1添加组鲤肠道菌群显著降低了无菌斑马鱼LBP含量和AST水平,显著上调了无菌斑马鱼补体C3和C4基因表达;与此同时,HGcc-1与无菌斑马鱼直接互作也降低了鱼体ALT和AST水平。研究表明,饲料中添加枯草芽孢杆菌HGcc-1能够改善鲤肠肝健康、血清补体以及肠道菌群稳态。本研究为枯草芽孢杆菌HGcc-1的下一步应用奠定了理论基础。     

补体和溶菌酶在清除文昌鱼体内细菌中的作用

文昌鱼作为研究脊椎动物起源和进化的模式生物,由于缺乏自由循环的血细胞,关于其清除体内病原体的机制,迄今尚无报道。采用体内细菌清除试验、体外杀菌试验、特异性抗体抑制试验、抑制补体途径试验及Western blot方法,研究了文昌鱼体内细菌清除机制及动力学。试验结果表明,文昌鱼能有效清除入侵的异源微生物,体液对大肠杆菌具有较强的杀灭活性。补体和溶菌酶是参与清除入侵大肠杆菌的主要因子,通过替代途径激活的补体较溶菌酶作用更强,这是关于文昌鱼清除体内细菌机制及其相关因子的首次报道。     

cDNA芯片技术筛选斑马鱼皮肤免疫相关差异表达基因

研究旨在筛选与鱼类皮肤免疫相关的功能基因,试图解释鱼类皮肤局部免疫应答的分子机制.采用斑马鱼(Danio rerio)基因cDNA芯片(affymetrix),以葡萄球菌(Staphylococcus sp.)感染诱导的成体斑马鱼为实验动物模型,从斑马鱼皮肤组织中提取总RNA,经Biotin荧光标记与拥有15 617个cDNA片段的基因芯片杂交,对斑马鱼皮肤组织中基因表达谱进行初步分析.在斑马鱼皮肤组织中共检测出175个差异表达基因,其中有150个上调表达基因(ratio＞2.0)和25个下调表达基因(ratio＞0.5);在皮肤组织150个上调基因中,91个为已知功能基因,59个为未知功能基因.根据基因文库同源功能基因(GO)分析,将175个差异表达基因分为13个主要的生物功能与代谢通路,其中参与免疫应答相关基因包括鱼主要组织相容性复合体(MHC)I类基因区的基因(UEA,UFA)、补体(Clq,C7-1)、凝集素(HBL3,LGALS1L3)、应急反应生长基因(EGR-1)、肿瘤坏死因子超家族基因(TNFSF10L4)、凝血因子(F5)、转铁蛋白基因(TF-α)和一些蛋白酶等.结果证实,MHC I类分子、补体、凝集素和蛋白酶等参与鱼类皮肤的抗葡萄球菌感染免疫应答,为将来以斑马鱼感染模型研究皮肤局部与细菌的互作机制提供了科学参考;同时表明采用基因芯片方法初探斑马鱼皮肤免疫系统是基本可行的.     

南美白对虾和罗氏沼虾血细胞中酚氧化酶活力的比较

对比研究了不同化合物对南美白对虾和罗氏沼虾血细胞溶解上清液(HLS)中酚氧化酶原激活系统(pwPO系统)的激活效果.实验结果表明南美白对虾和罗氏沼虾HLS中proPO系统可以被多种化合物激活.其中实验用内源性激活剂以LPS的激活作用最强,Laminarin、Zymosan A、β-1,3-1,6-glucan和Peptide的激活效果次之;外源性激活剂中SDS对2种虾都有显著的激活作用,而Trpsin对南美白对虾的激活作用不显著,对罗氏沼虾激活作用显著;金属离子Ca2+和Mg2+对proPO系统都有激活作用,对南美白对虾HLS中PO活力,Ca2+的激活作用随着Ca2+浓度的增加而增强,Mg2+在100 mmol/L时激活作用最强,而对罗氏沼虾HLS中PO活力,Ca2+和Mg2+均在20 mmol/L时激活作用最强.     

虾夷扇贝C型凝集素母源传递与抑菌作用的初步研究

为研究虾夷扇贝C型凝集素的母源传递及其抑菌作用,实验运用qRT-PCR技术检测了经鳗弧菌刺激后虾夷扇贝卵巢中C型凝集素的表达模式,比较分析了C型凝集素基因在正常虾夷扇贝和鳗弧菌刺激的虾夷扇贝所产的卵及其胚胎发育前期的存在与变化;通过抑菌实验研究了卵胞浆中C型凝集素抑制细菌存活的作用.结果表明,鳗弧菌刺激能够诱导虾夷扇贝卵巢中的C型凝集素mRNA表达量显著变化,最高表达量出现在刺激8h后,为对照组的6.2倍;母体中C型凝集素可以传递给卵和胚胎,刺激组表达量极显著高于正常组,且表达量都随胚胎发育逐渐降低,至受精36 h时分别为正常对照卵的0.3和0.2倍;蛋白终浓度为200和400 μg/mL的卵无细胞体系都具有一定的抑菌作用,与C型凝集素家族抗体反应后,细菌存活率显著上升,说明母源C型凝集素在抑制细菌存活方面发挥了重要的作用.     

褶纹冠蚌血清和肌肉凝集素的活性研究

通过血凝试验及糖抑制试验, 测定褶纹冠蚌的血清及肌肉提取液的凝血活性及糖抑制专一性, 同时进行热稳定性、pH 及Ca2+ 影响试验。结果表明, 血清和肌肉凝集素都可以凝集多种脊椎动物的红细胞, 其中对鸡红细胞的凝集效价均为最高, 分别为25和21; 血清和肌肉凝集素都不能凝集大肠杆菌, 均能凝集嗜水气单胞菌、枯草杆菌、变形杆菌和保加利亚乳杆菌。血清和肌肉凝集素都有一定的热稳定性, 血清凝集素60e 处理10 m in丧失凝集活性, 而肌肉凝集素50度处理10min凝集活性丧失。血清凝集素具有较广泛的pH 适应性, 在pH 6~ 10内对鸡红细胞均有凝集力, 而肌肉提取液凝集素在pH < 7或pH > 9 时凝集活性消失。血清凝集素能被乳糖和麦芽糖所抑制, 肌肉凝集素不能被受试的7 种糖所抑制。血清凝集素凝集活性明显地依赖于Ca2+ 等2 价离子, 而肌肉凝集素对C a2+ 等2 价离子没有依赖性。因此, 认为褶纹冠蚌血清和肌肉提取液所含凝集素类型不同。用嗜水气单胞菌对褶纹冠蚌进行免疫刺激后, 血清和肌肉凝集素对鸡红细胞的凝集效价并没有发生明显变化。     

维生素C对草甘膦诱发的斑马鱼外周血红细胞微核及核异常的缓解作用

研究除草剂草甘膦对斑马鱼(Danio rerio)的急性毒性作用及其对斑马鱼外周血红细胞微核及核异常的影响,同时探讨了维生素C对草甘膦诱发的斑马鱼外周血红细胞微核及核异常的缓解作用。通过急性毒性实验计算出48 h草甘膦对斑马鱼的半致死浓度,通过计数外周血红细胞中微核率和核异常率来分析草甘膦对斑马鱼的遗传毒性;将斑马鱼饲养在含有维生素C的草甘膦水体中48 h,通过观察外周血红细胞中微核率和核异常率的变化情况来分析维生素C对草甘膦诱发的斑马鱼遗传损伤的缓解作用。48 h草甘膦对斑马鱼的半致死浓度为(0.39±0.06)g/L。高浓度草甘膦(0.64~1.28 g/L)对斑马鱼具有极强的致死性,中、低浓度草甘膦(0.16~0.32 g/L)作用斑马鱼48 h后,能显著地诱发斑马鱼外周血红细胞微核和异常核的产生(P<0.05)。在本实验的作用浓度范围内,微核率与核异常率随草甘膦浓度的增加而升高,并呈现明显的剂量-效应关系(P<0.05)。在低浓度草甘膦(0.16 g/L)中加入一定浓度的维生素C(6.25~50 mg/L)后,斑马鱼血细胞中微核率和核异常率可显著降低至清水对照组水平。草甘膦可诱发斑马鱼外周血红细胞微核和核异常的产生,其诱发能力随着草甘膦浓度的增加而增强。在低浓度草甘膦中加入一定浓度的维生素C可以显著降低由其诱发的微核和核异常的产生。     

微囊藻毒素急性暴露对斑马鱼卵巢的损伤效应

为了探究蓝藻(Cyanobacteria)大量爆发产生的微囊藻毒素(microcystins,MCs)对鱼类的生殖毒性,以斑马鱼(Danio rerio)为实验对象,采取腹腔注射毒性最强的microcystin-LR(MC-LR)方式,研究MC-LR对斑马鱼卵巢的损伤效应及其作用机制。对性成熟雌性斑马鱼腹腔注射50μg/kg和200μg/kg MC-LR,在注射3、9、24、48 h后取卵巢分析其生理活性指标的变化。结果显示,染毒24 h后,200μg/kg剂量组斑马鱼性腺指数(gonad somatic index,GSI)14.14与对照组性腺指数16.98相比显著降低(P<0.05),其他组别无显著变化;卵巢发生卵母细胞空泡化、卵母细胞膜与滤泡细胞层连接组织缺失等病理现象;MC-LR显著抑制了斑马鱼卵巢蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2A,PP2A)活性,并激活促成熟因子(maturation promoting factor,MPF)活性;MC-LR处理后,斑马鱼卵巢内丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)家族中的p 38MAPK、ERK1/2的转录水平显著上调,JNK未发生显著变化。研究表明,MC-LR抑制斑马鱼卵巢PP2A活性,并激活MPF活性与MAPK信号通路中ERK1/2与p 38MAPK的转录水平,进而干扰其卵母细胞的发育进程并产生生殖毒性。