鲤(Cyprinus carpio)血细胞受寄生抗菌肽 A-2S 与爱德华氏菌属菌株调控的研究

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Fish & Shellfish Immunology 4.1

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  水产养殖业面临爱德华氏菌病挑战,因爱德华氏菌(Edwardsiella spp.)耐药性,抗生素渐失效。本研究测试海洋线虫源抗菌肽 A-2S 对 11 株爱德华氏菌的抗菌性,发现其可刺激鲤血细胞产 ROS、增强存活,上调 il1β,为抗病提供新方向。

  
在水产养殖的广阔水域中,一场看不见的战争正威胁着鱼类的生存与产业的发展。由爱德华氏菌属(Edwardsiella spp.)尤其是迟缓爱德华氏菌(E. tarda)引发的爱德华氏菌病,如同潜伏在水中的 “杀手”,不仅会对养殖鱼类造成严重的组织损伤,导致高死亡率,还会给养殖户带来巨大的经济损失。更棘手的是,这些病原菌如同拥有 “抗药性盾牌” 的敌人,随着抗生素的长期使用,其耐药性不断增强,使得传统的抗生素治疗逐渐陷入困境。寻找安全、有效的替代治疗方案,成为水产养殖领域亟待解决的关键问题。

在这样的背景下,捷克科学院(Czech Academy of Sciences)的研究人员将目光投向了抗菌肽(AMPs)这一 “生物武器”。抗菌肽作为宿主防御系统的重要组成部分,具有破坏病原体膜、调节宿主免疫系统等独特优势。来自海洋线虫异尖线虫(Anisakis simplex)和拟异尖线虫(A. pegreffii)的 Cecropin 样抗菌肽 —— 异尖素 - 2S(A-2S),因其出色的杀菌效果和对宿主细胞无细胞毒性与基因毒性的特性,成为研究的焦点。该研究成果发表在《Fish》上,为应对爱德华氏菌病提供了新的思路。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:通过体外实验,利用不同浓度的 A-2S 处理 6 种爱德华氏菌属及其共 11 株菌株,测定最小抑菌浓度(MIC)、最小杀菌浓度(MBC)等指标;选取对 A-2S 耐药的鱼类分离株 ET20 和敏感的人类分离株 DSM 30052,处理鲤(Cyprinus carpio)的白细胞和红细胞,检测活性氧(ROS)的产生情况;运用实时定量 PCR 技术,分析白细胞介素 - 1β(il1β)等基因的表达水平;借助透射电子显微镜,观察 A-2S 对迟缓爱德华氏菌细胞壁的作用。

爱德华氏菌属对 A-2S 的体外敏感性差异


研究发现,11 株爱德华氏菌属菌株对 A-2S 的敏感性存在显著差异。其中,迟缓爱德华氏菌 ET20 株的 MIC 和 MBC 分别高达 134.53±10.32 μΜ 和 > 100 μΜ,而同一菌种的 DSM 30052 株相应值则低得多,表明不同菌株对 A-2S 的耐受能力差异显著。

A-2S 对鲤血细胞免疫反应的调节作用


当鲤的红细胞和白细胞受到两种迟缓爱德华氏菌菌株刺激时,A-2S 处理组的细胞产生的 ROS 显著增加,与未处理的细菌暴露组相比,细胞存活率更高。这表明 A-2S 能够增强血细胞的氧化应激反应,从而提高细胞对病原菌的抵抗能力。

在炎症反应方面,两种细胞类型在受到迟缓爱德华氏菌菌株刺激后均表现出促炎反应,而 A-2S 处理进一步放大了这种反应。单独使用 A-2S 时,在不同时间点均能显著上调两种细胞类型中 il1β 的表达,说明 A-2S 具有强烈的免疫刺激特性。

讨论与结论


本研究揭示了鲤红细胞和白细胞在接触迟缓爱德华氏菌时的动态免疫反应,突显了这些细胞在细菌感染期间介导氧化应激和炎症的独特作用。A-2S 不仅能够增强 ROS 的产生,还表现出不同的抗菌效力,这为治疗鱼类的某些爱德华氏菌属感染提供了潜在的治疗应用前景。这些发现有助于深入了解异尖素在鱼类免疫系统中的作用,为开发替代抗生素的新型抗菌药物提供了实验依据,有望在水产养殖中缓解抗生素耐药性问题,保障鱼类健康和产业可持续发展。

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