纳米壳聚糖水凝胶:尼罗罗非鱼抗白色念珠菌感染的新希望

【字体: 时间:2025年03月09日 来源:BMC Veterinary Research 2.3

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  研究人员为解决白色念珠菌感染对尼罗罗非鱼的影响,开展纳米壳聚糖水凝胶(NCG)作用研究,发现 NCG 可缓解感染症状,对水产养殖意义重大。

  在水产养殖的世界里,尼罗罗非鱼凭借生长迅速、肉质鲜美等优点,成为了众多养殖户的心头好。然而,一种名为白色念珠菌(Candida albicans)的真菌,却如同隐藏在暗处的 “杀手”,悄然威胁着尼罗罗非鱼的健康。它不仅能引发皮肤溃疡、出血,还会导致鱼的死亡率上升,让养殖户们遭受巨大的经济损失。传统的防治方法效果有限,而纳米技术的兴起,似乎为解决这一难题带来了新的曙光。
为了探寻对抗白色念珠菌的有效方法,来自埃及、沙特阿拉伯、斯洛伐克、俄罗斯、爱尔兰等多个国家的研究人员携手合作,开展了一项关于纳米壳聚糖水凝胶(Nano chitosan gel,NCG)对尼罗罗非鱼感染白色念珠菌影响的研究。该研究成果发表在《BMC Veterinary Research》上,为水产养殖领域对抗真菌感染提供了新的思路和方法。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,对实验用鱼进行严格的伦理审批和适应性养殖,确保实验环境符合鱼类生长需求。接着,精心合成并全面表征 NCG,明确其形态、结构等特性。实验中,将尼罗罗非鱼随机分组,分别设置对照组、NCG 处理组、白色念珠菌感染组和 NCG + 白色念珠菌感染组,通过腹腔接种白色念珠菌和在水中添加 NCG 进行处理。实验结束后,运用多种生化检测方法,测定鱼的肝肾功能、应激和神经相关指标、肝脏抗氧化 / 氧化指标等;同时,对肝脏、肾脏和脑组织进行组织病理学检查,观察细胞和组织的形态变化 。

研究结果主要从以下几个方面展开:

  1. 对行为观察的影响:研究发现,感染白色念珠菌的尼罗罗非鱼行为出现显著改变,如平衡失调、上浮、异常游动和休息、异常运动以及攻击行为增加等。而用 NCG 处理感染鱼后,这些行为改变明显减轻。这表明 NCG 能够有效调节尼罗罗非鱼因感染白色念珠菌而出现的异常行为。
  2. 对肝肾功能变量的影响:白色念珠菌感染会导致尼罗罗非鱼肝肾功能指标(丙氨酸氨基转移酶 ALT、天冬氨酸氨基转移酶 AST、碱性磷酸酶 ALP、尿素和肌酐)显著升高,这意味着肝肾功能受到了损害。但经过 NCG 处理后,这些指标有所下降,说明 NCG 对感染白色念珠菌后的肝肾功能具有一定的保护和修复作用。
  3. 对压力和神经相关变量的影响:感染白色念珠菌使鱼体内的压力相关变量(血糖 GLU、皮质醇、去甲肾上腺素 NOR)和神经相关变量(8 - 羟基 - 2 - 脱氧鸟苷 8 - OHdG 和乙酰胆碱酯酶 AchE)发生显著变化,表现为 GLU、皮质醇、NOR 和 8 - OHdG 水平上升,AchE 值下降。而 NCG 处理后,这些变量大多恢复到接近正常水平,表明 NCG 可以调节感染引起的压力和神经相关指标的异常变化。
  4. 对抗氧化 / 氧化变量的影响:白色念珠菌感染导致尼罗罗非鱼肝脏总抗氧化能力(TAC)和还原型谷胱甘肽(GSH)水平下降,丙二醛(MDA)水平上升,说明感染引发了氧化应激。而 NCG 处理组的 TAC 和 GSH 水平升高,MDA 水平降低,显示出 NCG 具有强大的抗氧化能力,能够减轻感染导致的氧化损伤。
  5. 组织病理学结果:组织病理学检查发现,感染白色念珠菌的尼罗罗非鱼肝脏、肾脏和脑组织出现明显病变,如肝脏脂肪变性、胰腺腺泡坏死,肾脏肾小管上皮坏死、血管充血,脑组织神经细胞空泡化和神经元固缩等。而在 NCG + 白色念珠菌感染组中,这些组织的病变程度明显减轻,组织结构得到改善。

综合研究结果和讨论,纳米壳聚糖水凝胶(NCG)在尼罗罗非鱼对抗白色念珠菌感染的过程中发挥了重要作用。它不仅能够有效缓解白色念珠菌感染引起的行为异常、肝肾功能损伤、氧化应激和组织病理学变化,还具有调节神经和应激相关指标的能力。这一研究成果为水产养殖业提供了一种新的、有效的抗菌策略,有望减少白色念珠菌感染对尼罗罗非鱼养殖造成的经济损失。不过,研究人员也指出,未来还需要进一步研究 NCG 对更广泛病原体的有效性,以及对其他养殖水产物种的作用,同时探索 NCG 长期处理对鱼类健康和生产力的影响 。
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