山奈酚通过抑制 NF-κB 和 ERK-MAPK 信号通路减轻大口黑鲈病毒引起的炎症:潜在的水产抗病毒新策略

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Aquaculture 3.9

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  为解决大口黑鲈病毒(LMBV)致病机制不明且缺乏有效治疗手段的问题,研究人员探究 LMBV 炎症机制及山奈酚抗炎作用。结果显示,LMBV 经 NF-κB 和 ERK-MAPK 通路促炎,山奈酚可抑制该通路,降低细胞死亡率,提升感染鱼存活率,为研发新抗病毒药提供思路。

  在水产养殖的世界里,大口黑鲈是重要的经济鱼类。然而,一种名为大口黑鲈病毒(LMBV)的病原体,如同隐藏在暗处的 “杀手”,给大口黑鲈养殖业带来了巨大灾难。自 1991 年从佛罗里达被首次分离出来,它就像一场挥之不去的噩梦,感染后的大口黑鲈死亡率超过 60% 。患病的鱼会出现失去平衡、肝脾肿大、肝脏苍白以及体表溃疡等症状,可即便危害如此巨大,LMBV 的全身病理生理学机制在很大程度上仍是谜团,这使得开发有效的治疗策略困难重重。而且,目前还没有关于 LMBV 引发炎症反应的实验数据报道,这无疑又给研究工作增添了障碍。与此同时,炎症反应作为生物体抵御外界刺激的重要防线,在病毒感染过程中却可能 “失控”,反而加重病情。在水生病毒领域,像鲤鱼春季病毒血症病毒(SVCV)等多种病毒,都被证实会引发炎症反应的严重失调。但面对众多病毒,临床上却缺乏有效的应对产品,所以调节关键炎症信号通路成为了一种有前景的广谱抗病毒途径。在这样的背景下,华中农业大学的研究人员开展了一项意义重大的研究,旨在探索 LMBV 引起炎症的分子机制,以及山奈酚(kaempferol)的抗炎作用,该研究成果发表在《Aquaculture》杂志上。
研究人员在研究过程中运用了多种技术方法。首先,他们从患病鱼中分离并鉴定了 LMBV 。实验用到了健康的大口黑鲈,购买后在特定条件下暂养 14 天。细胞实验方面,选用 FHM 细胞进行相关研究。在验证信号通路时,使用了 NF-κB 的特异性抑制剂 PDTC 和 ERK 的特异性抑制剂 U0126 。此外,通过对感染 LMBV 的大口黑鲈进行组织病理学观察,来探究病毒对机体的影响。

研究结果主要从以下几个方面展开:

  1. LMBV 导致机体肝脏和脾脏炎症与损伤:通过对感染 LMBV 的大口黑鲈进行体内观察和病理检查发现,感染后的鱼出现脾脏肿大、肝脏颜色不均且苍白,肝脏有白色斑块状损伤。病理检查显示,肝脏组织的肝细胞多处扩张、细胞质坏死,脾脏淋巴组织也出现了异常。
  2. LMBV 诱导炎症反应与相关信号通路:研究发现,LMBV 感染会导致鱼体和 FHM 细胞中促炎细胞因子水平上升,包括白细胞介素 - 1β(IL1β )、IL8、肿瘤坏死因子 α(TNFα )、干扰素 γ(IFNG )和环氧化酶 - 2(COX2 )等。进一步研究表明,LMBV 诱导的炎症反应涉及 NF-κB 和 ERK-MAPK 信号通路,因为使用 NF-κB(PDTC)和 ERK(U0126)的特异性抑制剂可以阻断炎症反应。
  3. 山奈酚的抗病毒与抗炎作用:山奈酚预处理 FHM 细胞后,显著降低了细胞死亡率,抑制了 LMBV 的复制,其 50% 有效浓度(EC50)为 10.89 μM。在动物实验中,给大口黑鲈投喂 50 mg/kg 的山奈酚,能使感染 LMBV 后的鱼存活率提高 53.33% 。机制研究发现,山奈酚通过阻断 NF-κB(p65)的核转位和 ERK 的磷酸化,降低了促炎细胞因子(IL1β 、IL8、IL10、TNFα 、IFNG 和 COX2 )的表达。

研究结论表明,LMBV 通过 MAPK-ERK 和 NF-κB 通路促进炎症,进而损害肝脏和脾脏,导致宿主死亡。而山奈酚能够通过抑制 ERK 磷酸化和 NF-κB(p65)的核转位,减轻 LMBV 诱导的炎症,发挥抗病毒作用。这一研究成果意义重大,它首次明确了 LMBV 感染与炎症反应的关系及相关信号通路,为深入理解 LMBV 的致病机制提供了关键线索。同时,证实了山奈酚在抑制 LMBV 感染方面的潜力,为开发基于抗炎理念的新型抗病毒药物提供了理论依据,有望为大口黑鲈养殖业解决 LMBV 带来的难题,促进水产养殖业的健康发展。

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