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斜带石斑鱼是中国南方和东南亚重要经济鱼类,却常受新加坡石斑鱼虹彩病毒(SGIV)威胁。研究人员探究斜带石斑鱼 EXOC8 在 SGIV 感染中的作用,发现其影响 SGIV 感染引发的病变及相关基因表达,为揭示鱼类病毒感染机制提供理论依据。
在海洋渔业的舞台上,斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)是中国南方和东南亚地区重要的经济鱼类,为渔业经济做出了显著贡献。然而,一种名为新加坡石斑鱼虹彩病毒(Singapore grouper iridovirus,SGIV)的病原体却如同一颗 “定时炸弹”,严重威胁着斜带石斑鱼的生存。一旦感染 SGIV,斜带石斑鱼的死亡率可超过 90%,这不仅给养殖户带来巨大的经济损失,也对整个渔业产业的可持续发展构成挑战。
在细胞生物学领域,外泌体复合物(exocyst complex,EXOC)家族一直备受关注。EXOC 家族成员参与了众多细胞活动,如酵母出芽、纤毛发生、自噬、细胞周期和细胞凋亡等。其中,EXOC8 作为 EXOC 家族的一员,在哺乳动物中发挥着多种重要作用,包括细胞分裂、宿主防御、细胞迁移和自噬等。但令人遗憾的是,在鱼类中,EXOC8 的作用却还是一个未解之谜。
为了填补这一知识空白,深入了解鱼类病毒感染机制,为防治 SGIV 感染提供理论支持,来自华南农业大学的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦于斜带石斑鱼的 EXOC8,深入探究其在 SGIV 感染过程中的角色。
研究人员通过一系列严谨的实验,取得了丰硕的成果。这些发现为理解鱼类抗病毒免疫机制提供了新的视角,有助于开发更有效的防治策略,保护斜带石斑鱼种群,推动渔业健康发展。虽然文章中未提及论文发表在《Developmental 》,但此次研究成果在鱼类病毒学领域无疑具有重要价值。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:实验鱼模型构建,选取来自深圳的斜带石斑鱼,在特定养殖条件下饲养后,用 SGIV 进行攻毒实验;基因分析技术,获取斜带石斑鱼 EXOC8 的全长基因序列,分析其结构特征;基因表达检测技术,检测 EXOC8 在不同组织及 SGIV 感染后的表达变化;细胞实验技术,通过细胞转染等操作,研究 EXOC8 过表达对 SGIV 感染相关指标的影响 。
下面来看具体的研究结果:
- 实验鱼和细胞:实验选取体重为(17.8 ± 3.2)g 的斜带石斑鱼,在 28 ± 1 °C、盐度 30 ± 2 ‰的循环水养殖系统中暂养 2 周后,用 100 μL SGIV(1 × 106 TCID50/ml)进行攻毒。在感染后的 0、6、12、24、36 和 48 h,每个时间点随机抽取 3 条鱼,采集脾脏、心脏、肝脏等多种组织并保存于 - 80 °C,用于后续研究。这一实验设计为后续研究提供了可靠的样本来源。
- 分子特征:成功获得斜带石斑鱼 EXOC8 的全长序列,并提交至 GenBank(登录号 PQ407594)。其全长为 3091 bp,包含 116 bp 的 5′非翻译区(5′-UTR)、914 bp 的 3′非翻译区(3′-UTR)和 2061 bp 的开放阅读框(ORF),编码 686 个氨基酸,分子量为 79037.42 Da,理论等电点为 5.44。通过分析发现该蛋白不稳定,亲水性平均系数(GRAVY)为 - 0.257。这部分研究明确了斜带石斑鱼 EXOC8 的基本分子特征。
- 表达模式和分布:研究发现 EXOC8 的 mRNA 在斜带石斑鱼的所有检测组织中均有表达,但表达水平存在差异,且该蛋白主要分布在细胞质中。这表明 EXOC8 在斜带石斑鱼体内广泛发挥作用,且其亚细胞定位可能与其功能相关。
- EXOC8 在 SGIV 感染中的作用:在 SGIV 感染过程中,斜带石斑鱼 EXOC8 的表达上调。进一步实验表明,过表达 EXOC8 显著促进了 SGIV 感染引起的细胞病变效应(CPE),同时提高了 SGIV 关键基因 MCP、VP19、LITAF 和 ICP18 的表达。然而,EXOC8 过表达却显著抑制了 NF-κB/AP-1 启动子的活性、SGIV 诱导的细胞凋亡以及炎症因子(IL-6、IL-8、IL-1β 和 TNF-α)的表达。这一系列结果说明 EXOC8 在 SGIV 感染过程中扮演着复杂而重要的角色。
综合研究结果和讨论部分,斜带石斑鱼 EXOC8 在 SGIV 感染过程中有着多方面的影响。它既参与了病毒感染引发的细胞病变和病毒基因表达调控,又对宿主的免疫反应和细胞凋亡过程产生作用。这一研究成果为深入理解鱼类病毒感染机制提供了关键线索,有助于科研人员进一步探索防治鱼类病毒感染的新策略,对保护斜带石斑鱼养殖产业的健康发展具有重要意义,也为后续研究鱼类与病毒的相互作用奠定了坚实基础。