草鱼补体 C5a C 端肽在硬骨鱼中的分子佐剂效应:开启鱼类疫苗新征程

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Fish & Shellfish Immunology 4.1

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  鱼类疾病威胁全球水产养殖业,疫苗接种是有效防治手段,但现有鱼用疫苗佐剂有限且存在副作用。研究人员合成草鱼补体 C5a C 端肽(C5a-CP),发现其可增强免疫,降低感染死亡率。这为开发高效鱼用疫苗佐剂奠定基础。

  在全球水产养殖业蓬勃发展的背后,却隐藏着一个令人头疼的难题。各种鱼类疾病层出不穷,它们就像一群不速之客,频繁侵扰着养殖的鱼类,给水产养殖业带来了巨大的经济损失。在众多防治手段中,疫苗接种本是一把 “利剑”,无奈现有的鱼用疫苗佐剂种类少,传统的油基佐剂如弗氏佐剂还会给鱼带来严重的副作用,这让疫苗的效果大打折扣。为了解决这些问题,华中农业大学的研究人员踏上了探索之旅,他们聚焦于补体系统中的 C5a,开展了一项关于草鱼补体 C5a C 端肽(C5a-CP)在硬骨鱼中分子佐剂效应的研究。研究发现,C5a-CP 不仅能显著增强草鱼的免疫应答,还能降低免疫草鱼在感染嗜水气单胞菌后的死亡率,这一成果为开发新型、安全且高效的鱼用疫苗佐剂带来了新希望,相关论文发表在《Fish》上。
在研究过程中,研究人员主要运用了多种技术方法。首先,从 NCBI 数据库下载了多种生物的 C5 序列,通过多序列比对确定草鱼 C5a 序列。其次,采用同源建模技术分析草鱼 C5a 的结构。此外,利用合成的 C5a-CP 进行趋化实验和吞噬实验,观察其对草鱼白细胞和 IgM+B 细胞的作用。最后,通过免疫草鱼并监测抗体反应,评估 C5a-CP 作为疫苗佐剂的功能。

在序列和结构研究方面,研究人员对草鱼、斑马鱼、人类、小鼠和鸡的 C5 进行多序列比对,基于 C5 转化酶的保守位点确定了草鱼 C5a 序列。同源建模显示,草鱼 C5a 和人类、斑马鱼的 C5a 一样,由五个 α - 螺旋组成。这一结构特征为后续研究 C5a-CP 的功能奠定了基础。

C5a-CP 趋化白细胞实验中,研究发现,C5a-CP 对草鱼白细胞具有显著的趋化作用。这意味着 C5a-CP 能够吸引白细胞聚集,在免疫反应的初始阶段发挥重要作用,就像吹响了免疫细胞集结的 “号角”。

在吞噬作用研究中,C5a-CP 可显著增强草鱼 IgM+B 细胞(硬骨鱼中重要的抗原呈递细胞)的吞噬活性。进一步研究发现,包括 IgM+B 细胞、IgM-淋巴细胞和髓细胞在内的白细胞群体都表达 C5a 受体(C5aR),而且抗 C5aR 抗体能够阻断 C5a-CP 对 IgM+B 细胞的促吞噬活性,表明 C5a-CP 是通过 C5aR 发挥免疫调节作用的。

疫苗佐剂效应评估实验中,研究人员用灭活的嗜水气单胞菌或基因型 II 草鱼呼肠孤病毒(GCRV-II)与 C5a-CP 的混合物免疫草鱼。结果显示,C5a-CP 显著提高了血清特异性 IgM 水平和总 IgM 浓度,同时降低了免疫草鱼在嗜水气单胞菌攻毒后的死亡率。这充分证明了 C5a-CP 具有出色的疫苗佐剂功能,为提升鱼用疫苗效果提供了有力支持。

研究结论表明,C5a 的 C 端是硬骨鱼 C5a 免疫调节活性的功能区域,C5a-CP 是一种优秀的疫苗佐剂候选物。这一发现不仅揭示了硬骨鱼 C5a 免疫调节的分子机制,还为开发新型鱼用疫苗佐剂提供了理论依据和实践方向。在讨论部分,研究人员强调,目前鱼用疫苗佐剂存在的问题亟待解决,他们的研究成果为解决这些问题提供了新的思路和途径。未来,有望基于 C5a-CP 开发出更高效、更安全的鱼用疫苗,推动水产养殖业的健康发展,让鱼类疾病不再成为困扰养殖户的难题,为全球水产养殖业的可持续发展注入新的活力。

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