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大西洋鲑鱼鳞片外植体在细菌-宿主互作研究中的应用:一种新型体外挑战模型
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月29日 来源:Fish & Shellfish Immunology 4.1
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为替代高成本且存在伦理争议的活鱼攻毒试验,研究人员开发了大西洋鲑鱼鳞片外植体(SE)模型。通过转录组比较发现SE在抗病毒基因表达中排名第一,在抗菌和炎症反应中分别位列第二、第三。暴露于病原体(Moritella viscosa和Tenacibaculum finnmarkense)后,SE通过剂量依赖性方式上调免疫基因,揭示了其作为"哨兵组织"的潜力。该模型为研究宿主-病原体互作提供了新工具。
水产养殖业长期面临病原体感染的重大挑战,传统活体攻毒试验不仅成本高昂,更引发动物福利争议。在此背景下,开发可靠的体外模型成为研究鱼类免疫机制的关键突破口。挪威研究团队创新性地利用大西洋鲑鱼(Salmo salar)鳞片外植体(SE)建立细菌挑战模型,相关成果发表在《Fish》期刊。
研究采用转录组测序(RNA-seq)技术构建包含17种组织的"身体图谱",通过比较分析揭示SE的免疫特征。实验选用四种不同体重的鲑鱼样本,分别暴露于病原菌(Moritella viscosa和Tenacibaculum finnmarkense)和共生菌,结合形态学观察和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)检测评估免疫反应。
Atlantic salmon and scale explants
研究选取海水养殖的混合性别大西洋鲑鱼,体重跨度从115g至5017g,通过三卡因甲烷磺酸盐麻醉后采集鳞片。这种多生长阶段取样策略增强了模型的代表性。
Body map
与皮肤全层、表皮和真皮比较发现,SE特异性高表达20种基因产物,包括角蛋白14(krt14)的2-6个旁系同源基因。在鳃和嗅觉组织中同样检测到这些基因的表达,提示其可能参与黏膜免疫防御。
Discussion
SE展现出显著的免疫基因表达特征:抗病毒基因排名第一,抗菌和炎症反应基因分别位列第二、第三。暴露实验证实,病原菌可剂量依赖性上调包括趋化因子、细胞因子、类二十烷酸代谢相关基因在内的免疫效应分子。值得注意的是,共生菌与M. viscosa共处理会增强免疫应答,而不同病原菌(M. viscosa vs T. finnmarkense)引发差异反应。
该研究首次系统论证了SE作为"哨兵组织"的功能机制:通过高表达模式识别受体和信号分子,SE能快速启动免疫防御。模型优势在于保持原代细胞的多样性,避免了永生化细胞系在传代过程中的功能缺失。未来可通过时间序列实验进一步解析免疫动态过程。研究成果为减少实验用鱼数量提供了伦理解决方案,同时为水产疫苗和免疫增强剂开发建立了高效筛选平台。
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