阿洛因通过调节抗氧化反应、细胞因子生成及细胞增殖过程,促进了罗氏丽鱼(Labeo rohita)皮肤伤口的愈合
《Fish & Shellfish Immunology》:Aloin enhances cutaneous wound healing in
Labeo rohita by orchestrating antioxidant, cytokine and proliferative responses
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时间:2025年11月23日
来源:Fish & Shellfish Immunology 3.9
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aloin通过降低脂质过氧化和增强抗氧化防御,下调炎症介质(IL-1β、TNF-α、NOS2)和凋亡标志物(caspase-3),同时上调增殖标志物(PCNA),有效促进淡水鱼Labeo rohita伤口愈合。该研究为水生动物天然药物治疗提供了新证据。
本研究首次提供了实验证据,表明在淡水鱼 *Labeo rohita* 中, Aloin(一种主要的活性蒽醌衍生物)能够促进皮肤伤口的修复。通过将鱼分为对照组、假手术组、载体对照组和Aloin治疗组,并在8天内监测伤口修复过程,研究人员发现Aloin在多个方面对伤口愈合产生了积极影响。具体而言,Aloin显著降低了脂质过氧化作用,同时增强了抗氧化防御机制,包括谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽S-转移酶、过氧化氢酶和一氧化氮的水平。此外,Aloin还抑制了促炎因子如白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α、诱导型一氧化氮合酶(NOS2)和热休克蛋白-70的表达,同时降低了凋亡标志物caspase-3的活性,并提升了增殖细胞核抗原(PCNA)的表达,这表明Aloin有助于促进组织再生。综上所述,这些发现表明Aloin可以减轻氧化应激和炎症反应,刺激细胞增殖,并加快伤口的修复过程。因此,Aloin可能成为水产养殖中一种有前景的治疗策略,以提高伤口修复效率和生产成果。
水产养殖系统由于密集的养殖方式和环境压力,常常导致鱼类面临各种生理压力。在这样的条件下,皮肤损伤变得普遍,这不仅影响鱼类的健康和生存质量,也对经济收益构成威胁。传统上,抗生素和化学治疗药物被用于处理这些伤口,但其效果正在减弱,原因包括环境问题、消费者安全担忧以及抗生素耐药性的迅速上升。此外,鱼类皮肤和黏膜屏障的破坏会显著增加感染风险,并削弱免疫功能,这凸显了寻找环保、易获取的治疗替代方案的紧迫性。近年来,许多草药产品被开发为水产养殖中的生长促进剂、免疫增强剂和疾病预防剂,例如 *Taraxacum mongolicum* 多糖已被证明能够增强鲫鱼的生长、免疫和抗氧化能力,而 *Allium mongolicum* 黄酮则改善了 *Channa argus* 的肠道健康和肉质。然而,针对鱼类皮肤伤口修复的草药干预研究仍然较为有限,表明该领域亟需进一步的系统性研究。
Aloin是一种主要存在于 *Aloe barbadensis* 或 *Aloe indica*(印度芦荟)中的活性成分,这种植物是一种广泛分布于全球热带地区的多肉开花植物,并在印度被大规模种植用于商业用途。印度主要的芦荟生产州包括拉贾斯坦邦、哈里亚纳邦、古吉拉特邦、泰米尔纳德邦、安得拉邦和马哈拉施特拉邦。一项最近的调查显示,仅拉贾斯坦邦就拥有约1446公顷的种植面积,每年生产约4081吨芦荟叶,以满足制药和化妆品行业的日益增长的需求。其提取成本相对较低,显示出良好的应用前景,可以作为水产养殖中的免疫增强剂。在哺乳动物研究中,Aloin已被证明具有抗菌、保肝、抗炎和抗氧化作用,有助于减轻氧化应激。例如,Lee和Bae的研究表明,Aloin能够逆转脂多糖(LPS)诱导的屏障破坏,强调了其在维持上皮完整性方面的作用。此外,Aloin的苷元衍生物——芦荟素(Aloe-emodin)也显示出类似的生物活性,并通过诱导凋亡、免疫调节、细胞周期阻滞和改变细胞运动等机制展现出抗肿瘤效果。芦荟提取物在多个哺乳动物模型中已被证实具有促进伤口愈合的能力,同时系统性综述也指出其在水凝胶制剂中用于表皮再生的应用前景。
在水产养殖领域,芦荟及其活性成分的免疫调节作用已在多种鱼类中得到验证。例如,Kim等的研究表明,通过商业芦荟粉补充饮食可以增强 *Sebastes schlegeli* 的血清免疫能力。Haghighi等和Zanuzzo等进一步证明,给予 *Oncorhynchus mykiss* 芦荟基饮食能够改善其免疫状况。最近,Devi等的研究表明,富含芦荟素的饲料能够增强 *L. rohita* 的免疫反应,并显著提升抗炎细胞因子的转录水平,特别是在面对 *Aphanomyces invadans* 感染时。值得注意的是,Srivastava等的研究确立了Aloin在增强 *L. rohita* 黏膜免疫和抗菌效果方面的作用。尽管有这些进展,Aloin在促进鱼类皮肤伤口修复中的具体作用仍未被充分研究。
为了填补这一空白,本研究探讨了Aloin在 *L. rohita* 皮肤伤口修复过程中的保护和再生作用。这通过评估其对脂质过氧化、关键抗氧化防御参数和一氧化氮(NO)水平的调节作用来实现。此外,还分析了关键免疫调节和应激反应标志物(如NOS2、IL-1β、TNF-α、NOX4、PCNA、Caspase-3、HSP-70和MMP-9)的表达模式,以阐明Aloin在调节炎症、凋亡、细胞增殖和细胞外基质重塑中的机制作用,这些机制共同促进有效的伤口修复。 *L. rohita* 以其快速生长、强适应性和营养价值而闻名,是印度淡水系统中广泛养殖的食用鱼类,适应于池塘和河流等多种生态环境。
本研究提供了关于Aloin介导鱼类皮肤再生的新的机制性见解,连接了草药治疗与水产养殖的可持续性。通过促进抗氧化防御和免疫调节,研究结果可能为减少对抗生素的依赖、提高鱼类生产效率提供新的植物治疗策略。此外,将草药如Aloin纳入水产养殖实践,可能有助于加强可持续的养殖模式,支持生态健康,并为全球粮食安全做出贡献。
为了进行本研究,实验使用的 *L. rohita* 鱼苗来自印度西孟加拉邦Birbhum地区的一家当地鱼场。鱼苗的标准长度为125±10毫米,体重为30±2克,共计540尾。鱼苗被安置在玻璃水族箱中,置于受控环境(温度25±2°C)下,并在实验前的15天内适应实验室环境。在适应期间,鱼苗每天被投喂商业可用的Tokyu?婴儿颗粒饲料。为了进行手术性伤口处理,研究人员采用冷麻醉法,遵循特定的实验程序,以确保操作的安全性和准确性。在实验过程中,研究人员通过一系列的实验手段,包括组织病理学分析、生化检测和免疫印迹技术,评估了Aloin对伤口愈合过程的影响。
在术后分析中,研究人员发现Aloin治疗组和假手术组的丙二醛(MDA)水平在所有时间点(1天、4天和8天)均显著高于对照组。MDA是脂质过氧化的可靠指标,反映了活性氧(ROS)对细胞膜的损伤程度。在假手术组中,MDA水平在第1天达到峰值,随后在两个实验组中逐渐下降。值得注意的是,在每个时间点,Aloin治疗组和假手术组的MDA水平存在显著差异,这表明Aloin对脂质过氧化具有调节作用。此外,Aloin的治疗还显著降低了NOX4的表达,这是一种与氧化应激密切相关的酶,其活性与细胞损伤程度相关。这些发现表明,Aloin在降低氧化应激和促进伤口愈合方面具有积极作用。
在抗氧化参数方面,Aloin的治疗显著提高了谷胱甘肽(GSH)的水平,这是细胞内重要的抗氧化剂。同时,Aloin还增强了谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和过氧化氢酶(CAT)的活性,这两种酶在清除自由基和保护细胞免受氧化损伤方面发挥关键作用。此外,Aloin的治疗还提升了一氧化氮(NO)的水平,这表明其可能通过增强NO的生成来促进细胞修复。在免疫调节方面,Aloin的治疗显著降低了促炎因子如IL-1β、TNF-α和NOS2的表达,同时抑制了凋亡标志物caspase-3的活性。这些变化表明Aloin在抑制炎症反应和细胞凋亡方面具有积极作用,有助于促进组织再生。
在细胞增殖方面,Aloin的治疗显著提升了增殖细胞核抗原(PCNA)的表达,PCNA是细胞增殖过程中的关键标志物。这表明Aloin能够促进细胞的快速增殖,从而加快伤口的修复过程。此外,Aloin的治疗还降低了基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的表达,MMP-9是一种参与组织重塑和伤口愈合的酶。这些发现表明,Aloin能够通过调节炎症、凋亡、细胞增殖和组织重塑等关键过程,促进有效的伤口修复。
在实验过程中,研究人员还评估了Aloin对组织结构的影响。通过组织病理学分析,研究人员发现Aloin的治疗显著改善了伤口区域的组织结构,包括减少炎症细胞的浸润、促进上皮细胞的再生和减少纤维化现象。这些结果进一步支持了Aloin在促进伤口愈合方面的积极作用。此外,Aloin的治疗还提高了鱼类的存活率,表明其对鱼类健康具有保护作用。
本研究的发现具有重要的实际意义。在水产养殖中,鱼类的皮肤损伤不仅影响其健康和生存质量,还对经济收益构成威胁。Aloin作为一种天然的草药成分,具有较低的毒性和较高的安全性,这使其成为一种有前景的治疗策略。此外,Aloin的治疗能够减少对传统抗生素的依赖,从而降低抗生素耐药性的风险,这在当前全球范围内具有重要的公共卫生意义。因此,Aloin在水产养殖中的应用可能为提高鱼类生产效率和可持续性提供新的解决方案。
此外,Aloin的治疗还显示出良好的环境适应性。由于其来源于天然植物,Aloin的使用不会对环境造成显著污染,这符合当前环保和可持续发展的趋势。因此,Aloin在水产养殖中的应用不仅有助于提高鱼类健康和生产效率,还能够促进生态系统的平衡和可持续性。这些发现为未来的水产养殖研究提供了新的方向,并可能推动草药治疗在水产养殖中的广泛应用。
本研究的发现也为进一步的实验研究提供了基础。在未来的实验中,可以进一步探讨Aloin在不同鱼类中的应用效果,以及其在不同环境条件下的表现。此外,可以研究Aloin与其他草药成分的协同作用,以探索更有效的治疗策略。这些研究不仅有助于提高鱼类健康和生产效率,还能够为水产养殖的可持续发展提供科学支持。
总之,本研究通过实验验证了Aloin在促进 *L. rohita* 皮肤伤口修复中的作用。这些发现表明,Aloin能够通过调节氧化应激、炎症反应、细胞凋亡和细胞增殖等关键过程,促进有效的伤口修复。因此,Aloin可能成为水产养殖中一种有前景的治疗策略,有助于提高鱼类健康和生产效率,同时减少对传统抗生素的依赖。这些研究不仅为水产养殖领域提供了新的科学依据,还为草药治疗在水产养殖中的应用提供了实践基础。
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