2020-07-21
發表期刊：Fish and Shellfish Immunology
影響因子：3.160
2020年3月21日，派森諾生物再次與沈陽農業大學攜手合作，于Fish and Shellfish Immunology雜志上發表了題為《Antioxidant and immune responses of the Oriental river prawn Macrobrachium nipponense to the isopod parasite Tachaea chinensis》的文章。
該文章介紹了日本沼蝦感染中華急游水虱前后比較轉錄組分析的研究成果，并以此來探究日本沼蝦對中華急游水虱的抗氧化和免疫反應，從而推測其潛在的分子機制。
研究背景
等足類寄生蟲廣泛地分布在淡水、微咸水和海洋環境中，以魚類和甲殼類動物作為中間宿主和最終宿主，并以它們的血液、粘液和組織為食。本文的研究對象日本沼蝦是一種重要的經濟和營養品種，是中國、韓國、越南和日本等國家最重要的水產養殖淡水蝦之一。中華急游水虱是一種等足類寄生蟲，中華急游水虱的存在對魚類和甲殼類動物的商業養殖造成相當大的經濟損失。等足類寄生蟲可以導致營養缺乏和防御系統破壞從而阻礙宿主的生長，傷害或者殺死它們的宿主，但關于其寄生后宿主的抗氧化和免疫反應的分子機制仍尚未可知，為了有效的抑制寄生蟲的發育與繁殖，提高農業效率和農民收入，關于其分子機制的研究是必要的。
材料與方法
樣本：日本沼蝦（對照組-正常養殖；處理組-感染中華急游水虱不同天數）
研究思路
研究結果
1、寄生蟲感染期間的存活，蛻皮，總體重減輕和每日體重減輕
觀察到存活率隨著感染時間的增加而下降(圖1A)。15天后，存活率達到約70%，而在整個過程中蛻皮率持續增加，約為55%。第3天總減重增加了8%，但與其他評估時間點相比無顯著差異(圖1B)。但隨著暴露時間的延長，日減重率逐漸降低，第3天減重率明顯高于其他天數(P < 0.05)。
2、肝胰腺抗氧化酶活性和非特異性免疫酶活性
肝胰腺中SOD和GPx活性在感染三天后明顯高于對照組，但是MDA含量在實驗的前六天增加，并在第九天達到高，且在12天后下降。相反，PO活性在第9天顯著下降（P <0.05）隨著接觸時間的增加，ACP和AKP活性在前6天和9天增加，但在9天和12天后分別降低。相比之下，CAT和LZM活動在整個過程中都呈增長趨勢。
3、 肌肉抗氧化酶活性和非特異性免疫酶活性
與肝胰腺相似，感染3天后肌肉組織中MDA含量達到峰值(48.80 nmol/mgprot)，顯著高于對照組。SOD和GPx活性無顯著變化。相比之下，感染9天后，肌肉中的ACP和AKP活性顯著高于對照組 (P < 0.05)，而PO活性在9天時則較低。CAT和LZM的活性與肝胰腺相似。
4、序列重組與注釋
大約17.53%(147,875個中的25,924個)的unigenes在一個或多個數據庫中被顯著注釋，其中2.35%(147,875個中的3480個) 的unigenes與所有數據庫匹配。NOG功能分析將32868條unigenes分為25組，其中占比最高的一組(9333; 28.4%)為一般功能預測，其次是信號轉導機制(2649; 8.06%)和轉錄(1905; 5.8%)。與對照組相比，感染6天后的樣本有570個差異表達基因，感染12天后的樣本有723個差異表達基因，但是感染6天和12天的樣品一共有869個差異表達基因。
5、與氧化還原反應相關的差異表達基因
在KEGG和GO文庫中富集了6個與氧化還原過程相關的關鍵基因，其中感染6天后的樣品中酰基輔酶A氧化酶的表達明顯比對照組和感染12天的組高。與之相反的是，隨著感染時間的增長，δ-甾醇還原酶（DSR）和delta-9 desaturase (D-9D)的表達量顯著增加。由此可知，在日本沼蝦感染后，有多種途徑和過程受到影響。
6、與免疫功能相關的差異表達基因
在感染6天到12天之間，KEGG分析表明，有1個差異表達基因在造血細胞系中富集，有5個差異表達基因富集在NOD-like受體信號通路，有15個差異表達基因富集在抗原處理和遞呈途徑。感染6天時樣品中ACP和AKP的表達明顯高于感染12天時，但與對照組相比，差異不顯著。這些觀察結果表明，與免疫相關的多個途徑和過程都受到等足類寄生蟲的影響，但在大多數情況下，富集程度并不顯著。
總結
在本研究中，發現了等足類寄生蟲中華急游水虱會對其宿主日本沼蝦的抗氧化和免疫系統產生不良影響。值得注意的是，與抗氧化和免疫系統相關的多種酶和基因，比如SOD、MDA、AKP、ACP和GST，在感染的過程中都呈現出先升高后降低的模式，這表明在感染的后期，這些寄生蟲可能擾亂了宿主的防御系統。本文還提供了詳細的基因和蛋白質信息，用以表征日本沼蝦的抗氧化和免疫反應，這將有利于人們對日本沼蝦和中國急游水虱宿主-寄生蟲相互作用機制的理解。
原文索引：
Li Y, Han Z, Xu W, et al. Antioxidant and immune responses of the Oriental river prawn
Macrobrachium nipponense to the isopod parasite Tachaea chinensis [J]. Fish & Shellfish Immunology,
原文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1050464820302072
