编辑推荐：
传染性脾肾坏死病毒（ISKNV）严重影响全球水产养殖，给观赏鱼产业带来巨大损失且缺乏有效防控策略。研究人员合成壳聚糖 - 硒纳米颗粒（CTS-SeNPs），发现其能抑制 ISKNV 复制，提高感染 ISKNV 斑马鱼存活率，为防控 ISKNV 感染提供新方向。
在水产养殖的广阔领域中，一种名为传染性脾肾坏死病毒（Infectious spleen and kidney necrosis virus，ISKNV）的 “恶魔” 正肆意横行。它就像隐藏在鱼群中的杀手，悄无声息地带来灾难。ISKNV 属于虹彩病毒科（Iridoviridae）巨细胞病毒属（Megalocytivirus），是一种双链 DNA 病毒。自它首次在中国鳜鱼中被发现以来，就不断在全球各地的鱼类中扩散。其宿主范围极其广泛，不仅危害养殖的淡水鱼类，如尖吻鲈、中国鲈鱼、石斑鱼等，就连深受人们喜爱的观赏鱼，像侏儒 Gourami、珍珠 Gourami、月光 Gourami、神仙鱼和斑马鱼等也未能幸免。随着国际活观赏鱼贸易的日益繁荣，ISKNV 更是借此机会在各国传播，给全球水产养殖业造成了巨大的经济损失。然而，目前针对 ISKNV 感染，尤其是在观赏鱼领域，有效的控制策略少之又少，这就像在黑暗中航行却没有灯塔指引，水产养殖从业者们迫切需要新的解决方案。
在这样的背景下，韩国的研究人员勇敢地踏上了探索之路。他们希望能找到一种有效的方法来对抗 ISKNV，为水产养殖业带来曙光。研究人员将目光聚焦在了壳聚糖 - 硒纳米颗粒（Chitosan-selenium nanoparticles，CTS-SeNPs）上。硒是人和动物体内不可或缺的重要元素，在免疫调节和细胞氧化还原平衡中起着关键作用。而硒纳米颗粒（Selenium nanoparticles，SeNPs）相较于传统硒化合物，具有更好的抗氧化活性和更低的毒性。但 SeNPs 有个 “小毛病”，就是容易聚集，从而降低其生物活性。这时，壳聚糖这位 “帮手” 出现了，它是一种可生物降解且生物相容性良好的多糖，能够防止 SeNPs 聚集，增强其稳定性和生物利用度。二者结合形成的 CTS-SeNPs，不仅具有抗菌和免疫刺激特性，还可能拥有强大的抗病毒潜力。研究人员以斑马鱼为模型，开展了一系列研究，试图揭示 CTS-SeNPs 对 ISKNV 的作用机制和效果，相关研究成果发表在《Developmental 》。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在材料制备上，通过溶液相法合成 CTS-SeNPs。在对其进行表征时，利用扫描电子显微镜（SEM）观察其结构形态，使用相关仪器测定 zeta 电位。在细胞实验方面，选用侏儒 Gourami 鳍（Dwarf gourami fin，DGF）细胞，检测 CTS-SeNPs 对 ISKNV 主要衣壳蛋白基因表达的影响。在动物实验中，以斑马鱼为研究对象，通过腹腔注射（Intraperitoneal injection，IP）和浸泡给药（Immersion administration，IM）两种方式，观察斑马鱼的存活率和体内病毒载量，并检测免疫基因的表达情况 。
1. CTS-SeNPs 的制备与表征
研究人员从 Sigma-Aldrich 采购了制备 CTS-SeNPs 所需的材料，包括亚硒酸钠、壳聚糖、醋酸和抗坏血酸等。通过溶液相法合成 CTS-SeNPs，合成后的溶液呈现出独特的橙红色。利用 SEM 对冻干后的 CTS-SeNPs 进行结构分析，发现其呈现出均匀的球形，平均直径为 51.73nm。同时，研究人员还测定了相关物质的 zeta 电位，结果显示 SeNPs、亚硒酸钠和壳聚糖溶液的 zeta 电位分别为 - 45.1mV、 - 1.8mV 和 +20.6mV，而 CTS-SeNP 则带有 +17.3mV 的正电荷，这表明 CTS-SeNPs 成功制备，且其物理化学性质得到了较好的表征。
2. CTS-SeNPs 对 ISKNV 的体外抑制作用
研究人员在体外实验中发现，CTS-SeNPs 在 40μg/mL 的浓度下展现出了对 ISKNV 的抑制效果。在 ISKNV 感染的 DGF 细胞中，CTS-SeNPs 能够下调主要衣壳蛋白基因的表达。在感染后 48 小时和 72 小时，其抑制率分别高达 94.02 ± 0.39 % 和 91.82 ± 3.84 %。进一步研究发现，在 ISKNV 的复制周期中，CTS-SeNPs 主要影响病毒的附着和复制阶段，这初步揭示了 CTS-SeNPs 抑制 ISKNV 的作用机制。
3. CTS-SeNPs 对 ISKNV 的体内抑制作用
在体内实验中，研究人员通过两种不同的给药方式对斑马鱼进行处理。腹腔注射时，在安全浓度 1μg/mL 下，CTS-SeNPs 使斑马鱼的存活率提高了 53.33 ± 9.42 %；浸泡给药时，在安全浓度 40μg/mL 下，斑马鱼的存活率提高了 50.00 ± 8.16 %。而且，存活下来的斑马鱼体内病毒载量明显低于仅感染 ISKNV 的斑马鱼。这充分表明，CTS-SeNPs 在体内同样能够有效地抑制 ISKNV，提高感染病毒后斑马鱼的存活率。
4. CTS-SeNPs 对斑马鱼免疫基因表达的影响
研究人员还关注到 CTS-SeNPs 对斑马鱼免疫基因表达的影响。实验结果显示，CTS-SeNPs 能够上调斑马鱼体内干扰素诱导基因的表达。在 ISKNV 感染且经过 CTS-SeNPs 处理后，斑马鱼体内 I 型干扰素（干扰素 φ2 和干扰素 φ3）被诱导产生。这表明 CTS-SeNPs 可以通过调节斑马鱼的免疫反应，增强其对 ISKNV 的抑制能力，揭示了 CTS-SeNPs 抗病毒作用的免疫调节机制。
研究结论表明，合成的 CTS-SeNPs 在抗击 ISKNV 方面表现出色。在体外，它能显著下调 DGF 细胞中 ISKNV 主要衣壳蛋白基因的表达，影响病毒的附着和复制阶段；在体内，CTS-SeNPs 不仅提高了感染 ISKNV 斑马鱼的存活率，还降低了其体内的病毒载量。更重要的是，CTS-SeNPs 能够有效调节免疫反应，通过上调干扰素诱导基因（PKZ、IRF7、JAK1 和 STAT3）的表达，增强 I 型干扰素的诱导，从而发挥抗病毒作用。这一研究成果为防控 ISKNV 感染提供了新的策略和潜在的治疗方法，为全球水产养殖业对抗 ISKNV 带来了新的希望。它就像一把钥匙，为打开控制鱼类病毒感染的大门提供了可能，有望在未来的水产养殖实践中发挥重要作用，减少 ISKNV 带来的经济损失，保障水产养殖业的健康发展。
