病原微生物荚膜多糖的生物学功能

荚膜多糖（capsular polysaccharide，CPS）是一种广泛存在于细菌、支原体、部分真菌等菌体表面的碳水化合物。同时，荚膜多糖有助于菌体抵抗干燥和低温等不利环境，并通过在菌体表面形成物理屏障阻碍宿主补体的杀伤与吞噬作用。在长期多种应激-压力环境下，病原菌已进化出多种免疫逃避机制并促进宿主感染；在非病原微生物中，荚膜多糖可正向调节宿主免疫作用，并拮抗机体免疫因子，保护宿主免受病原菌引起的炎症性疾病。本文将结合本团队的相关研究工作，对荚膜多糖的结构、合成调控机制、生物学功能、免疫逃避机制和致病机制，特别是荚膜多糖正向调节宿主免疫系统及其应用潜力等方面作一综述，为病原菌致病机制的研究和疫病的有效防控提供参考依据。     

NaHS引发提高裸燕麦种子活力的生理机制

硫化氢（H₂S）信号在作物种子萌发中发挥着重要作用。为探讨外源H₂S供体NaHS引发提高作物种子活力的作用及其生理机制，以裸燕麦种子为材料，分别用不同浓度NaHS （0、50、100、200、400、800、1600 μmol·L^-1）引发18 h和800 μmol·L^-1 NaHS引发不同时间（6、9、12、15、18、21 h），分析其发芽势（GP）、发芽率（GR）、发芽指数（GI）、活力指数（VI）和幼苗干重（DW）的变化，以确定适宜的NaHS引发浓度和引发时间。以未引发种子为对照（CK），同时设置H₂O引发，研究800 μmol·L^-1 NaHS引发18 h对种子H₂S产生、贮藏物质含量和活性氧代谢的影响。结果表明，800 μmol·L^-1 NaHS引发18 h可显著提高裸燕麦种子的GP、GR、GI和VI，但对DW的影响不大。NaHS引发对种子淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白质、还原型抗坏血酸（ASA）、脱氢抗坏血酸（DHA）含量及ASA/DHA和抗坏血酸过氧化物酶活性无显著影响，但显著提高H₂S和氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量及细胞色素氧化酶（COX）、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性，分别比CK提高了113.5%、14.4%、103.3%、6.1%、112.0%和120.5%；降低α-淀粉酶和β-淀粉酶活性及超氧阴离子、过氧化氢、丙二醛、还原型谷胱甘肽（GSH）含量、GSH/GSSG和质膜相对透性，分别下降了39.8%、53.6%、34.7%、36.1%、37.6%、29.2%、38.1%和11.9%。由此表明，NaHS引发可能通过提高种子H₂S含量，从而调控抗氧化系统和激活COX活性，降低活性氧对质膜的损伤，增强细胞有氧呼吸代谢，提高裸燕麦种子活力。     

中草药复方制剂对青脚麻鸡法氏囊免疫功能、抗氧化性及增殖凋亡基因表达的影响

试验旨在研究由金银花、黄连、蒲公英等药材组成的中草药复方制剂,对青脚麻鸡法氏囊组织结构、抗氧化功能、细胞因子和抗体分泌及增殖凋亡相关基因(PCNA和Caspase-3)表达的影响。采用单因子试验设计,将400羽青脚麻鸡按照体重相近原则分为对照组(基础日粮)和试验Ⅰ-Ⅲ组(分别添加0.5%、1.0%和1.5%中草药复方制剂),每组5个重复(n=20),试验期56 d。结果表明,28日龄时,添加1.0%中草药复方制剂可增加青脚麻鸡法氏囊细胞因子(IL-2和IFN-γ)、IBDV抗体和GSH-Px含量及PCNA mRNA和蛋白表达量(P0.05),降低Caspase-3 mRNA和蛋白表达量(P0.05)。56日龄时,添加1.0%中草药复方制剂可增加青脚麻鸡法氏囊IFN-γ、IBDV抗体和GSH-Px含量(P0.05),降低MDA含量及Caspase-3蛋白表达量(P0.05)。显微观察可见,28和56日龄时,添加1.0%中草药复方制剂可显著增加法氏囊小叶和淋巴小结面积(P0.05),降低法氏囊Caspas-3阳性细胞数量,说明日粮中添加1.0%中草药复方制剂对法氏囊组织结构及免疫抗氧化功能均有明显改善,对法氏囊增殖和凋亡相关基因表达有明显调控作用。文章分别从分子和组织水平揭示中草药复方制剂对青脚麻鸡法氏囊生长发育和免疫功能的影响及可能机制,为新型中草药复方制剂研发及其在青脚麻鸡生产中的应用提供科学依据。     

Identifying and Characterizing a Novel Peritrophic Matrix Protein (MdPM-17) Associated With Antibacterial Response From the Housefly,Musca domestica (Diptera: Muscidae)

Peritrophic matrix/membrane (PM) critically prevents the midgut of insects from external invasion by microbes. The proteins in the peritrophic membrane are its major structural components. Additionally, they determine the formation and function of this membrane. However, the role of PM proteins in immune regulation is unclear. Herein, we isolated a novel PM protein (MdPM-17) from Musca domestica larvae. Further, the function of MdPM-17 in regulating host innate immunity was identified. Results showed that the cDNA of MdPM-17 full is 635 bp in length. Moreover, it consists of a 477-bp open reading frame encoding 158 amino acid residues. These amino acid residues are composed of two Chitin-binding type-2 domain (ChtBD2) and 19 amino acids as a signal peptide. Moreover, tissue distribution analysis indicates that MdPM-17 was enriched expressed in midgut, and moderate levels in the fat body, foregut, and malpighian tubule. Notably, MdPM-17 recombinant protein showed high chitin-binding capacity, thus belongs to the Class III PM protein group. MdPM-17 protein silencing via RNA interference resulted in the expression of antimicrobial peptide (defensin, cecropins, and diptericin) genes, and this occurred after oral inoculation with exogenous microbes Escherichia coli (Enterobacteriales:Enterobacteriaceae), Staphylococcus aureus (Bacillales:Staphylococcaceae), and Candida albicans (Endomycetales:Saccharomycetaceae)). Therefore, all the antimicrobial peptide (AMP) gene expression levels are high in MdPM-17-depleted larvae during microbial infection compared to controls. Consequently, these findings indicate that MdPM-17 protein is associated with the antibacterial response from the housefly.     

鱼类组蛋白核苷酸的多态性及其在杀鱼爱德华氏菌感染中的作用

组蛋白是染色体核小体的重要组分,在调控染色质结构、基因转录、个体发育等不同生物学过程中起着重要作用。为了研究鱼类组蛋白基因是否存在核苷酸的多态性以及组蛋白核苷酸多态性是否会影响鱼类的抗病力,本实验以斑马鱼和草鱼为研究对象,通过PCR扩增克隆了组蛋白H2A的全长开放阅读框;利用过表达技术、菌落平板计数、感染存活分析以及荧光定量PCR技术,研究了斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸多态性不同变异体在杀鱼爱德华氏菌感染中的作用。在本研究中,实验发现鱼类组蛋白H2A存在着丰富的核苷酸多态性。序列分析结果显示斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸多态性的变异体核苷酸序列相似性为90%～100%;而两两H2A核苷酸多态性变异体氨基酸序列之间最多只有3个位点存在差异。通过体内和体外抗菌实验可知,斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸的多态性显著影响H2A的抗菌活性。此外,筛选出的抗菌组蛋白H2A核苷酸多态性的变异体在斑马鱼体内的过表达,不仅具有免疫增强的作用,还能显著增强斑马鱼对杀鱼爱德华氏菌感染的抗病力。本研究为筛选具有抗病作用的组蛋白H2A免疫保护原奠定了重要基础。     

投喂蚕豆对草鱼免疫器官超微结构和免疫基因表达的影响

为研究草鱼摄食蚕豆后免疫功能变化及转投30 d人工饲料后免疫增强效果,在草鱼摄食蚕豆30、60、90、120及150 d(转投饲料30 d)时,检测肠道、头肾、肝脏等器官超微结构及C-type lysozyme、IFN-I、TNF-α等免疫基因表达变化。结果表明:1)饲喂单一饲料蚕豆的草鱼,其肠道、头肾、肝脏等3个重要免疫器官受到严重损伤,转投饲料30 d后其病变并未显著好转;2)免疫基因C-type lysozyme、IFN-I、TNF-α、IgM和MHC-I的表达在30～120 d均被抑制,转投饲料30 d后,头肾中C-type lysozyme、IL-1β、IFN-I、IgM、MHC-I以及肝脏中IL-1β、TNF-α、IFN-I、IgM、MHC-I的表达量有所增加。综上,草鱼摄食蚕豆后其免疫功能受到显著抑制,而转投30 d饲料对脆肉鲩的免疫机能具有一定的恢复作用。     

巨菌草对七彩山鸡生长性能、免疫器官以及肠绒毛形态的影响

试验旨在探究日粮中添加巨菌草(Pennisetum giganteum)对七彩山鸡(Phasianus colchicus)生长性能、免疫器官以及肠绒毛形态的影响。试验选取1周龄健康的七彩山鸡(母)210只,随机分为1个对照组(0%组)和4个饲料处理组,每组3个平行。4个饲料处理组配制时,分别添加4%、8%、12%、16%的巨菌草添加剂于基础饲料中。结果表明,与0%组相比,12%组七彩山鸡的平均体重和平均日采食量显著增加(P<0.05);4%、8%、12%组平均日增重显著大于16%组(P<0.05);8%组料重比显著降低(P<0.05);饲料处理组免疫器官指数中肝脏、脾脏指数均在0%组的基础上有所增加,但差异不显著(P>0.05);8%的巨菌草添加剂可显著增加七彩山鸡肠道的绒毛长度(P<0.05),隐窝深度显著降低(P<0.05),扩大肠道黏膜吸收面积。说明日粮中添加巨菌草可以提高七彩山鸡肠道对营养的吸收能力,一定程度上改善七彩山鸡生长性能和免疫性能。     

新型锌制剂对虹鳟生长及免疫功能的影响

为研究纳米锌及纳米锌多糖复合体对虹鳟生长及免疫功能的影响,选取平均体质量(120.0±3.0) g的虹鳟300尾,随机分成5组,每组3个平行,每个平行20尾,按1μL/g进行尾部肌肉注射纳米锌及纳米锌多糖复合体溶液,含量分别为1000、3000 mg/kg,试验周期为10 d。试验结果显示,纳米锌及纳米锌多糖复合体可不同程度提高虹鳟特定生长率(P>0.05)。1000 mg/kg纳米锌多糖复合体组虹鳟血液NBT阳性细胞数量百分比在第3 d最高,达22.3%(P<0.05);3000 mg/kg纳米锌多糖复合体组白细胞吞噬能力在第6 d最强(P<0.05)。3000 mg/kg纳米锌组虹鳟血清杀菌能力第3 d最高(19.4%),而3000 mg/kg纳米锌多糖复合体组血清杀菌能力第6 d最高,达32.43%(P<0.05)。第3 d,1000 mg/kg纳米锌多糖复合体组过氧化氢酶活性、一氧化氮合成酶活性分别为26.39、43.38 U/mL (P<0.05);第6 d,超氧化物歧化酶、酸性磷酸酶活性最高,分别为29.91 U/mL、201.4 U/L(P<0.05),微量丙二醛浓度最低,为3.19 nmol/mL。试验结束后通过杀鲑气单胞菌攻毒感染,7 d内观察虹鳟累积死亡率,1000 mg/kg纳米锌多糖复合体组累积死亡率仅30%。由试验结果可知,纳米锌和纳米锌多糖复合体均能对虹鳟免疫功能产生促进作用,以1000 mg/kg纳米锌多糖复合体效果最佳。     

氨氮胁迫对凡纳滨对虾肠道免疫相关指标的影响

为研究急性氨氮胁迫对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)肠道免疫功能的影响,将对虾暴露于氨氮浓度为20 mg·L^-1的海水中72 h,测定了不同时间点肠道中抗病原感染指标如酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)、溶菌酶(Lys)、酚氧化酶原(proPO)以及抗氧化功能指标如总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、热休克蛋白70(HSP70)、热休克蛋白90(HSP90)等变化。结果显示,与对照组相比,氨氮胁迫后:1)ACP和ALP活性均于6 h显著升高(P<0.05),随后于48~72 h显著低于对照组(P<0.05);Lys活性于24 h显著升高至最大值(P<0.05),随后于72 h显著低于对照组(P<0.05)。2)T-AOC和SOD活性均于6 h和12 h显著高于对照组(P<0.05),随后于48 h和72 h显著降低(P<0.05)。3)HSP70基因表达水平于24 h显著升高至最大值,随后虽有降低,但仍显著高于对照组(P<0.05);HSP90和proPO基因表达水平均于12 h显著升高至最大值(P<0.05),随后于72 h降低至对照组水平(P>0.05)。研究表明,急性氨氮胁迫对凡纳滨对虾肠道免疫功能相关指标影响显著,对其肠道免疫防御系统有明显的损伤作用。     

Delayed-type hypersensitivity skin test against Neospora caninum in heifers with undetectable specific antibodies

Delayed-type hypersensitivity (DTH) has been used in human and veterinary medicine as a skin testing for evaluating in vivo cell-mediated immune responses (CMIR). Whereas CMIR is a key process to control intracellular pathogens, its value at identifying cattle exposed to the abortigenic intracellular coccidian parasite Neospora caninum is unknown. In this work, we have evaluated a DTH skin testing in cattle exposed to N. caninum and still seronegative. Female calves were experimentally sensitized by subcutaneous (SC) inoculation with live tachyzoites of N. caninum (NC-Argentina LP1) in sterile phosphate-buffered saline (PBS) (group A; n: 8) whereas other calveswere mock-sensitized with PBS (group B; n: 6). Two DTH skin tests were performed by intradermal inoculation with a soluble lysate of N. caninum tachyzoites (NC-Argentina LP1) in the neck region at 60d and 960 d after sensitization. Skinfold thickness at the intradermal inoculation site was measured at 0, 24, 48 h post each DTH skin test and skin biopsies taken for microscopic evaluation. Specific N. caninum antibodies kinetics was evaluated all throughthe experiment. We found that whereas N. caninum specific antibodies remained below the ELISA cut-off, a distinctive skinfold thickness increase was detected in sensitized animals (group A) at the DTH skin test site, showing induration, swelling and inflammatory infiltration. Mock sensitized animals (group B) showed no skinfold thickness growth and lacked specific antibody response. Thus, N. caninum DTH skin testing could be a useful diagnostic tool for the detection of CMIR during N. caninum infection in non-humoral responders.