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草鱼呼肠孤病毒(GCRV)引发的出血病严重威胁草鱼养殖。研究人员探究 II 型干扰素(IFNs)作为 GCRV - VP35 DNA 疫苗佐剂的潜力。结果显示 IFNs 可增强免疫基因表达,提升疫苗抗原呈递能力,为改进鱼类疫苗效力提供新思路。
在水产养殖的广阔天地里,草鱼(
Ctenopharyngodon idella)可是一位 “明星选手”。它在中国淡水养殖中占据着重要地位,年产量近 600 万吨,为渔业经济贡献颇丰。然而,有一种可怕的病毒 —— 草鱼呼肠孤病毒(GCRV),如同隐藏在暗处的 “杀手”,严重威胁着草鱼的健康。感染这种病毒的草鱼,尤其是幼鱼,死亡率高达 80 - 100%,给养殖户带来了巨大的经济损失。目前,针对 GCRV 引发的出血病,还没有有效的控制措施,这就像在黑暗中摸索,找不到驱散病魔的 “光明”。
在对抗疾病的众多手段中,疫苗一直被寄予厚望。DNA 疫苗因其独特的优势,在增强鱼类对 GCRV 感染的抵抗力方面展现出一定潜力。但它也有自己的 “短板”,保护效力无法达到最佳,还有很大的提升空间。于是,科研人员踏上了寻找 “秘密武器” 的征程,希望找到能提升 DNA 疫苗效果的方法,让草鱼在面对病毒时更有 “抵抗力”。
上海海洋大学的研究人员挺身而出,勇敢地迎接这一挑战。他们把目光聚焦在 II 型干扰素(IFNs)上,包括 IFN - γ 和 IFN - γ 相关分子(IFN - γrel),试图探索它们作为 GCRV - VP35 DNA 疫苗佐剂(一种能增强疫苗免疫效果的物质)的潜力。经过一系列深入研究,他们发现,将 IFN - γ 和 IFN - γrel 与 GCRV - VP35 DNA 疫苗联合使用,能协同增强免疫基因的表达,如Mx1、Isg15和Viperin等,还能上调Igm和Cd8基因,并且显著促进 MHC - I(主要组织相容性复合体 I 类分子,在抗原呈递过程中发挥关键作用)的表达,从而提升 VP35 疫苗的抗原呈递能力,为增强疫苗的免疫原性和保护效力提供了新的方向。这一研究成果意义重大,为改进鱼类疫苗效力提供了宝贵的思路,就像在黑暗中点亮了一盏明灯,为水产养殖对抗病毒感染带来了新的希望。虽然文章未提及发表期刊为《Developmental》,但这一成果无疑在水产养殖免疫学领域有着重要价值。
研究人员开展这项研究时,运用了多种关键技术方法。实验对象选取了健康的草鱼,这些草鱼来自上海滨海基地,实验前通过 PCR 检测确保它们未感染 GCRV。研究人员将包含 pcDNA3.1 - VP35、pcDNA3.1 - IFN - γ 和 pcDNA3.1 - IFN - γrel 等的表达质粒,以肌肉注射的方式注入草鱼体内,通过免疫荧光显微镜观察相关分子在注射部位的表达情况,并检测免疫基因的表达变化。
下面来详细看看研究结果:
- Vp35、ifn - γ 和 ifn - γrel 在质粒注射部位表达:研究人员将不同组合的表达质粒,如 pcDNA3.1 - VP35、pcDNA3.1 - IFN - γ、pcDNA3.1 - IFN - γrel 等,以不同剂量肌肉注射到草鱼体内,同时设置了 PBS 缓冲液注射的对照组。通过免疫荧光显微镜观察发现,GCRV - VP35、IFN - γ 和 IFN - γrel 在注射部位有局部表达,并且这种表达至少持续了五周。这表明这些分子能够在草鱼体内持续发挥作用,为后续的免疫反应提供了基础。
- 免疫基因表达变化:研究发现,同时注射 IFN - γ 和 IFN - γrel 质粒,相比单独注射其中任何一种质粒,能更显著地协同增强Mx1、Isg15和Viperin等免疫基因的表达。这说明 IFN - γ 和 IFN - γrel 在调节免疫反应方面具有协同作用,能够更有效地激活草鱼的免疫系统,增强其抗病毒能力。
- 适应性免疫相关基因上调:在注射了 IFN - γ/IFN - γrel 质粒的草鱼脾脏和肌肉中,Igm和Cd8基因也出现了上调。Igm是免疫球蛋白 M,在体液免疫中发挥重要作用;Cd8是细胞毒性 T 淋巴细胞表面的标志物,与细胞免疫密切相关。这表明 IFN - γ 和 IFN - γrel 能够调节草鱼的适应性免疫反应,进一步增强其对病毒感染的抵抗力。
- 促进抗原呈递:研究人员还发现,IFN - γ 和 IFN - γrel 能够显著上调Mhc I的表达,但对Mhc II的表达没有明显影响。MHC - I 在抗原呈递过程中起着关键作用,它能够将病毒抗原呈递给细胞毒性 T 淋巴细胞,激活细胞免疫反应。因此,IFN - γ 和 IFN - γrel 通过上调Mhc I的表达,促进了 VP35 疫苗的抗原呈递,从而增强了疫苗的免疫效果。
综合研究结论和讨论部分,这项研究首次深入探讨了 II 型干扰素(IFNs)作为 GCRV - VP35 DNA 疫苗佐剂的免疫调节潜力。研究结果表明,IFNs 能够通过多种途径增强免疫反应,包括协同激活免疫基因、调节适应性免疫相关基因以及促进抗原呈递等。这不仅为提升鱼类 DNA 疫苗的效力提供了新的策略,也为水产养殖中病毒病的防控开辟了新的方向。未来,有望基于这些发现,开发出更高效的鱼类疫苗,保护草鱼等水产养殖动物免受病毒的侵害,促进水产养殖业的健康可持续发展。