高浩峰 邵蓬 武尊 吳雅婷 汪笑宇
摘要:為探究鰤?mèng)~諾卡氏菌滅活疫苗對(duì)石斑魚(yú)的免疫效果,通過(guò)免疫基因表達(dá)量分析疫苗對(duì)石斑魚(yú)的免疫保護(hù)。利用鰤?mèng)~諾卡氏菌制備福爾馬林滅活全菌疫苗,通過(guò)腹腔注射法對(duì)珍珠龍膽石斑魚(yú)進(jìn)行免疫,利用熒光定量法檢測(cè)免疫后該魚(yú)的腎臟、肝臟和脾3個(gè)器官中TLR2、MyD88、TNF-α、IL-1β 免疫基因表達(dá)量的變化。結(jié)果顯示,注射滅活疫苗后,TNF-α、IL-1β 基因表達(dá)量在腎臟組織中較高,MyD88 基因表達(dá)量在脾組織中較高,TLR2 基因表達(dá)量在肝臟組織中較高;除脾組織中的TNF-α 基因相對(duì)表達(dá)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)外,其余基因的表達(dá)量在所有器官中都呈現(xiàn)出上調(diào)的趨勢(shì)。研究結(jié)果為探索珍珠龍膽石斑魚(yú)與諾卡氏菌的相互作用提供理論基礎(chǔ),為漁業(yè)疫苗開(kāi)發(fā)和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:鰤?mèng)~諾卡氏菌;石斑魚(yú);滅活疫苗;TLR2;MyD88;TNF-α;IL-1β
doi:10.13304/j.nykjdb.2022.0653
中圖分類(lèi)號(hào):S941.51+6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):10080864(2024)02014508
鰤?mèng)~諾卡氏菌(Nocardia seriolae)引起的“結(jié)節(jié)病”是影響我國(guó)淡海水魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖的重要疾病,近年來(lái)由于全球氣候變暖,其發(fā)病率呈上升趨勢(shì),因此研究魚(yú)類(lèi)免疫系統(tǒng)的特性對(duì)抗病魚(yú)類(lèi)、疫苗和免疫刺激劑的開(kāi)發(fā)非常重要[1]。鰤諾卡氏菌是一種革蘭氏陽(yáng)性好氧菌,在初期通常是隱性的,不易被發(fā)現(xiàn),感染和發(fā)病過(guò)程漫長(zhǎng),通常在成魚(yú)期才出現(xiàn)典型癥狀和顯著性危害[2],從發(fā)病到死亡需要2 周左右,明顯發(fā)病時(shí)已較難治療。病魚(yú)肝、脾、腎等出現(xiàn)大量肉眼可見(jiàn)的白色結(jié)節(jié),自然發(fā)病率為35%~60%,由于缺乏有效的治療方案,死亡率較高[3],本研究制備鰤?mèng)~諾卡氏菌疫苗,通過(guò)免疫基因相對(duì)表達(dá)量的變化探討其免疫效果。
滅活疫苗是通過(guò)物理加熱、化學(xué)試劑等方法將微生物滅活后制成的疫苗?;瘜W(xué)滅活劑主要有甲醛、苯酚、氯仿等,其中,甲醛溶液(福爾馬林)在同等條件下滅活效果更具優(yōu)勢(shì)[4]。福爾馬林全菌滅活疫苗作為抵御傳染性疾病的生物制品,其 病原體失去致病能力而免疫原性未失效,可使接種對(duì)象獲得良好的免疫保護(hù)效果,刺激免疫系統(tǒng)以增強(qiáng)其非特異性和特異性免疫,有效避免病原體對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物的危害,且不會(huì)在產(chǎn)品或環(huán)境中留下殘留物,還會(huì)降低動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生耐藥菌株[5]。
根據(jù)免疫相關(guān)基因在免疫過(guò)程中發(fā)揮的不同作用,免疫基因的表達(dá)情況被作為疫苗效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究通過(guò)對(duì)珍珠龍膽石斑魚(yú)(♀ Epinephelus fuscoguttatus× ♂ Epinephelus lanceolatus)注射鰤?mèng)~諾卡氏菌全菌滅活疫苗,根據(jù)Ⅰ型跨膜蛋白(toll-like receptors,TLR)信號(hào)通路及細(xì)胞因子中部分免疫基因變化來(lái)觀察免疫效果。TLR2能夠識(shí)別革蘭氏陽(yáng)性菌的磷壁酸、脂蛋白等并介導(dǎo)細(xì)胞活化和宿主炎癥反應(yīng),TLR存在2種信號(hào)途徑,分別為MyD88依賴(lài)途徑和非MyD88依賴(lài)途徑,分別參與炎癥反應(yīng)和抗病毒反應(yīng),同時(shí)TLR也可以向參與適應(yīng)性免疫的T 細(xì)胞呈遞抗原[6]。由免疫細(xì)胞分泌的IL-1β和TNF-α是抵御外部病原攻擊引發(fā)炎癥反應(yīng)的第一介質(zhì),其主要生理作用是誘導(dǎo)分化各種免疫細(xì)胞及產(chǎn)生各種趨化因子,并移至感染部位發(fā)揮免疫作用[7]。本研究使用滅活的鰤?mèng)~諾卡氏菌疫苗注射珍珠龍膽石斑魚(yú),并分析免疫后的珍珠龍膽石斑魚(yú)組織中TLR2、MyD88、IL-1β、TNF-α 共4個(gè)基因相對(duì)表達(dá)量,探究珍珠龍膽石斑魚(yú)對(duì)鰤?mèng)~諾卡氏菌的免疫應(yīng)答。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 菌種 鰤?mèng)~諾卡氏菌202011201菌株由本實(shí)驗(yàn)室分離保存。
1.1.2 試驗(yàn)用魚(yú) 在天津市濱海新區(qū)某漁場(chǎng)中捕撈,體長(zhǎng)7 cm左右,體質(zhì)量30 g左右。
1.1.3 試劑 福爾馬林購(gòu)自天津渤化化學(xué)試劑有限公司;液氮購(gòu)自天津泰亞氣體銷(xiāo)售有限公司;BHI浸液肉湯和BHI浸液瓊脂購(gòu)自北京陸橋技術(shù)有限公司;RNA提取試劑盒購(gòu)自上海普洛麥格生物產(chǎn)品有限公司;cDNA逆轉(zhuǎn)錄試劑和熒光定量PCR試劑盒購(gòu)自大連寶生物工程有限公司;96孔V型血凝板購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司。
1.1.4 主要儀器 電子天平,型號(hào)AS 220.X2,購(gòu)自RADWAG;超低溫冰箱,型號(hào)HYCD-205,購(gòu)自青島海爾特種電器有限公司;恒溫培養(yǎng)箱,型號(hào)DHP 9272,購(gòu)自上海一恒科學(xué)儀器有限公司;恒溫震蕩培養(yǎng)箱,型號(hào)IS-RSV1,購(gòu)自CRYSTAL;高壓滅菌鍋,型號(hào)GI-54TW,購(gòu)自ZEALWAY;低溫離心機(jī),型號(hào)3K15,購(gòu)自Sigma;PCR 儀,型號(hào)T100,購(gòu)自Bio-Rad;熒光定量PCR 儀,型號(hào)IQ5,購(gòu)自Bio-Rad;微量核酸測(cè)定儀,型號(hào)NanoPhotometerPClass,購(gòu)自德國(guó)Implen;麥?zhǔn)媳葷醿x,型號(hào)17025,購(gòu)自珠海貝索生物技術(shù)有限公司。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 滅活疫苗的安全性試驗(yàn) 活化鰤?mèng)~諾卡氏菌,于BHI液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)7 d,吸取1 mL鰤?mèng)~諾卡氏菌菌液加至1.5 mL 無(wú)菌無(wú)酶離心管中,3 000 r·min-1離心5 min,去除上清液,加入生理鹽水振蕩形成菌液,通過(guò)麥?zhǔn)媳葷醿x將鰤?mèng)~諾卡氏菌滅活疫苗配置為1.0×108 CFU· mL-1,將配制好的菌液分成5 份,按照菌液體積的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5% 加入福爾馬林,滅活時(shí)間設(shè)置30 min和1、2、4、8、12、24 h共7個(gè)時(shí)間點(diǎn),在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)吸取100 μL涂布在BHI固體培養(yǎng)基中,觀察每個(gè)時(shí)間點(diǎn)福爾馬林對(duì)鰤?mèng)~諾卡氏菌的滅活效果。
1.2.2 鰤?mèng)~諾卡氏菌滅活疫苗的制備 根據(jù)1.2.1的方法制備鰤?mèng)~諾卡氏菌滅活疫苗,將滅活疫苗3 000 r·min-1 離心5 min,用生理鹽水沖洗3次,洗去福爾馬林,然后加入生理鹽水與滅活的鰤?mèng)~諾卡氏菌震蕩混勻,將配置好的滅活疫苗放置冰箱4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 疫苗的注射,組織的取樣及保存 將健康的珍珠龍膽石斑魚(yú)在實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)7 d,隨機(jī)選擇80條用于試驗(yàn)。每條魚(yú)腹腔注射200 μL滅活疫苗,對(duì)照組注射生理鹽水;在注射后的12 h和1、3、7、14、21、28 d的7個(gè)時(shí)間點(diǎn),分別取10條珍珠龍膽石斑魚(yú)的肝臟、腎臟和脾3種組織樣品,將取好的樣品在生理鹽水中涮掉雜質(zhì)殘留,放置保菌管中于液氮中凍存48 h;然后將樣品置于冰箱-80 ℃保存。
1.2.4 組織RNA的提取 采用RNA試劑盒提取組織總RNA,使用超微量分光光度計(jì)檢測(cè)RNA的質(zhì)量濃度及純度。A260/A280 值在2.0~2.6 之間,RNA純度達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。
1.2.5 cDNA 逆轉(zhuǎn)錄 用反轉(zhuǎn)錄試劑盒PrimeScript? RT Reagent Kit(TaKaRa)合成cDNA。反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系為:5× PrimeScript Buffer 4 μL,PrimeScript RT Enzyme Mix I 1 μL,Oligo dTPrimer 1 μL,Random 6 mers 1 μL,RNA模板2 μL,加無(wú)菌無(wú)酶水至20 μL。反應(yīng)條件為:37 ℃ 15min,85 ℃ 5 s。轉(zhuǎn)錄完成后,將cDNA 模板置于-80℃冰箱保存。
1.2.6 免疫基因的選擇及引物設(shè)計(jì) 從NCBI網(wǎng)站獲得珍珠龍膽石斑魚(yú)管家基因β-actin 及免疫基因TLR2、MyD88、TNF- α、IL-1β 的序列,利用Premier 6.0 設(shè)計(jì)RT-qPCR 所用引物(表1),以肝臟、腎臟和脾的cDNA為模板進(jìn)行熒光定量PCR。
1.2.7 熒光定量 PCR β-actin 作為內(nèi)部參考基因,利用TBGreen?Premix Ex Taq?Ⅱ試劑盒在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀上進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增體系為:TB?Green Premix Ex Taq Ⅱ 12.5 μL,PCR forwardPremix 和PCR Reverse Premix 各1 μL,ROXReference Dye 0.5 μL,cDNA 2 μL,無(wú)菌無(wú)酶水8μL。反應(yīng)條件為:95 ℃預(yù)變性30 s;95 ℃變性5 s,60 ℃延伸30 s,40 個(gè)循環(huán);95 ℃變性5 s,60 ℃延伸1 min,95 ℃。
1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 以對(duì)照基因β-actin 歸一化處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用2-△△Ct法分析4種免疫基因在腎臟、肝臟和脾中相對(duì)表達(dá)量的變化,運(yùn)用SPSS 23和GraphPad Prism 8.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和制圖。
1.2.9 血清抗體效價(jià)的測(cè)定 對(duì)免疫12 h和1、3、7、14、21、28 d的珍珠龍膽石斑魚(yú)進(jìn)行取血,將抽出的血加入離心管中,于4 ℃冰箱傾斜靜置30 min,將自然析出的血清加入離心管在4 ℃冰箱暫存。使用96孔V型血凝板測(cè)定免疫血清抗體效價(jià),每孔加入100 μL PBS,將血清加入第1個(gè)孔與PBS吹打混勻,再吸出100 μL與下個(gè)孔的PBS混勻,以此類(lèi)推達(dá)到2倍稀釋的效果,最后加入1×108 CFU·mL-1的鰤?mèng)~諾卡氏菌菌液與血清充分混勻,用血凝板專(zhuān)用膜密封,放置37 ℃恒溫培養(yǎng)箱孵育1 d后觀察。
2 結(jié)果與分析
2.1 安全性試驗(yàn)結(jié)果分析
不同含量的福爾馬林在各個(gè)時(shí)間的滅活情況如表2所示,福爾馬林含量為0.1%~0.2%,24 h依舊未能達(dá)到滅活效果;福爾馬林含量為0.5%,30 min就可以達(dá)到滅活。采用滅活時(shí)間較短、福爾馬林占菌液體積較少的作為試驗(yàn)滅活疫苗,最終選用福爾馬林含量0.4%、滅活4 h的作為試驗(yàn)用疫苗。
2.2 血清抗體凝集效價(jià)的測(cè)定結(jié)果分析
由圖1可知,免疫組的抗體效價(jià)明顯升高,且免疫組比對(duì)照組變化顯著(P<0.05),免疫3 d后可以檢測(cè)到抗體,抗體效價(jià)為1∶16,在免疫21 d時(shí)達(dá)到高峰,抗體效價(jià)最高可達(dá)到1∶256,抗體水平在21 d內(nèi)呈上升趨勢(shì),21 d后開(kāi)始下降。
2.3 免疫基因在組織中的表達(dá)分析
2.3.1 TLR2 免疫基因在腎臟、肝臟和脾中的表達(dá) 由圖2可知,免疫期間,TLR2 基因的表達(dá)量在脾、腎臟和肝臟中均上升。肝臟中,TLR2 基因的表達(dá)量從12 h開(kāi)始出現(xiàn)較大幅度的上調(diào),到1 d時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的19.64倍,在7 d達(dá)到第2個(gè)峰值,是對(duì)照組的3.64倍,在21~28 d出現(xiàn)較大幅度的上調(diào),在28 d時(shí)達(dá)到第3個(gè)峰值,是對(duì)照組的15.53 倍。在脾中,TLR2 基因的表達(dá)量在12 h至21 d之間變化不明顯,在21 d時(shí)達(dá)到峰值,是對(duì)照組的3.32倍,21 d后表達(dá)量下降,但28 d時(shí)的表達(dá)量仍高于對(duì)照組,是對(duì)照組的1.8倍,基因相對(duì)表達(dá)量呈現(xiàn)上升-下降的趨勢(shì)。腎臟中,TLR2 基因的表達(dá)量在12 h時(shí)達(dá)到第1個(gè)峰值,是對(duì)照組的2.45倍,在14 d時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的7.39倍,隨后表達(dá)量下降,28 d時(shí)的表達(dá)量是對(duì)照組的2.07倍。以上結(jié)果表明,通過(guò)注射的方式進(jìn)行免疫,在不同的組織中TLR2 基因都有明顯的升高,并且肝組織中的TLR2 基因上調(diào)量要高于其他組織。
2.3.2 MyD88 免疫基因在腎臟、肝臟和脾中的表達(dá) 由圖3可知,免疫期間,脾中MyD88 基因的表達(dá)量在1 d時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的5.69倍,在21 d時(shí)達(dá)到第2個(gè)峰值,是對(duì)照組的2.16倍, 在其他時(shí)間段基因上調(diào)、下調(diào)趨勢(shì)不明顯。腎臟中,MyD88 基因的表達(dá)量在1 d時(shí)達(dá)到第1個(gè)峰值,是對(duì)照組的2.79倍,從1 d開(kāi)始基因表達(dá)量都比較高,在21 d時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的3.60倍。肝臟中,MyD88 基因的表達(dá)量在12 h時(shí)達(dá)到第1個(gè)峰值,是對(duì)照組的1.89倍,在7 d時(shí)達(dá)到第2個(gè)峰值,是對(duì)照組的2.77倍,在21 d時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的5.91倍,在其他時(shí)間點(diǎn)的MyD88 表達(dá)量均出現(xiàn)增長(zhǎng)。以上結(jié)果說(shuō)明,通過(guò)注射的方式進(jìn)行免疫,在脾、腎臟和肝臟組織中MyD88 基因的表達(dá)量都有明顯的升高,并且脾和肝臟組織的基因表達(dá)量上調(diào)的比較高。
2.3.3 IL-1β 免疫基因在腎臟、肝臟和脾中的表達(dá) 由圖4可知,免疫期間,脾中IL-1β 基因表達(dá)量從1 d開(kāi)始出現(xiàn)上調(diào),到3 d時(shí)達(dá)到第1個(gè)峰值,是對(duì)照組的2.42倍,到21 d時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的5.69倍,在28 d時(shí)基因表達(dá)量對(duì)比對(duì)照組無(wú)明顯上調(diào)。腎臟中,IL-1β 基因的表達(dá)量在7 d之前未出現(xiàn)明顯上調(diào)或下調(diào),在7 d時(shí)達(dá)到峰值,是對(duì)照組的6.34倍,隨后基因表達(dá)量減少,在21 d時(shí)出現(xiàn)第2 個(gè)峰值,是對(duì)照組的1.85 倍。肝臟中,IL-1β 基因的表達(dá)量在1 d時(shí)出現(xiàn)第1個(gè)峰值,是對(duì)照組的2.06倍,基因表達(dá)量呈上調(diào)的趨勢(shì),到7 d時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的4.90倍,21、28 d基因的相對(duì)表達(dá)量開(kāi)始出現(xiàn)下調(diào)的趨勢(shì),分別是對(duì)照組的0.24、0.15倍。以上結(jié)果說(shuō)明,通過(guò)注射的方式免疫,IL-1β 基因表達(dá)量在各個(gè)組織都出現(xiàn)上調(diào),腎臟和肝臟的IL-1β 基因表達(dá)量均高于脾。
2.3.4 TNF-α 免疫基因在腎臟、肝臟和脾中的表達(dá) 由圖5可知,免疫期間,脾中TNF-α 的基因表達(dá)量在12 h出現(xiàn)第1個(gè)峰值,是對(duì)照組的0.45倍,在3 d時(shí)基因表達(dá)量下降到最低峰,是對(duì)照組的0.2倍,28 d時(shí)基因表達(dá)回歸正常水平。腎臟中,TNF-α 基因的表達(dá)量在1 d時(shí)達(dá)到第1個(gè)峰值,是對(duì)照組的12.39倍,在28 d時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的12.41倍,其余時(shí)間段基因表達(dá)均上調(diào),并且都是對(duì)照組基因表達(dá)量的2 倍以上。肝臟中,TNF-α 基因的表達(dá)量在12 h時(shí)出現(xiàn)下調(diào),是對(duì)照組的0.29 倍,在3 d 時(shí)達(dá)到最高峰,是對(duì)照組的5 倍,在28 d 時(shí)達(dá)到第2 個(gè)峰值,是對(duì)照組的2.45倍。以上結(jié)果說(shuō)明,通過(guò)注射的方式進(jìn)行免疫,TNF-α 基因的表達(dá)量在腎臟中都出現(xiàn)上調(diào),在脾中TNF-α 基因的表達(dá)量出現(xiàn)了下調(diào),在肝臟中基因表達(dá)量先下調(diào)后上調(diào)。
3 討 論
3.1 疫苗的免疫效果分析
本研究制備了鰤?mèng)~諾卡氏菌福爾馬林滅活疫苗,為防止鰤?mèng)~諾卡氏菌抱團(tuán)生長(zhǎng)導(dǎo)致細(xì)菌逃離滅活,對(duì)福爾馬林滅活時(shí)間、加入量進(jìn)行調(diào)整,最終確定0.4%的福爾馬林滅活4 h后的疫苗具有安全性;將鰤?mèng)~諾卡氏菌滅活疫苗使用腹腔注射的方式接種珍珠龍膽石斑魚(yú),通過(guò)血清抗體效價(jià)發(fā)現(xiàn),免疫3 d后魚(yú)體內(nèi)開(kāi)始生成抗體,免疫21 d時(shí)抗體達(dá)到高峰,隨后呈下降趨勢(shì),說(shuō)明本試驗(yàn)中的滅活疫苗可對(duì)珍珠龍膽石斑魚(yú)提供較好的保護(hù)性,與解俊等[8]研究結(jié)果一致。
滅活疫苗由于制備工藝簡(jiǎn)單、廉價(jià)、效果明顯等特性,近年來(lái)得到廣泛的研究,腹腔注射是滅活疫苗接種的主要方式,并已得到證實(shí)接種效果優(yōu)于口服、浸泡等方式[9]。本研究通過(guò)注射福爾馬林滅活疫苗,分析腎、脾和肝臟3個(gè)組織中免疫基因的實(shí)時(shí)表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)均有上調(diào),說(shuō)明該疫苗對(duì)珍珠龍膽石斑魚(yú)免疫系統(tǒng)增強(qiáng)及實(shí)現(xiàn)良好免疫保護(hù)具有重要作用,能提升珍珠龍膽石斑魚(yú)的免疫保護(hù),有效抵御鰤?mèng)~諾卡氏菌感染。本研究中開(kāi)發(fā)的針對(duì)鰤?mèng)~諾卡氏菌的福爾馬林滅活疫苗可在珍珠龍膽石斑魚(yú)中誘發(fā)免疫應(yīng)答。
3.2 TLR 通路中2 種免疫基因的表達(dá)分析
硬骨魚(yú)通過(guò)TLR2 識(shí)別人工合成的脂肽、微生物源的PGN和脂蛋白后,通過(guò)MyD88 信號(hào)傳導(dǎo)途徑,誘導(dǎo)NF-kB 活化并產(chǎn)生各種炎癥因子,如IL-1β、TNF-α等。在炎癥反應(yīng)中,最先產(chǎn)生TNF-α,隨后產(chǎn)生的是IL-1β,接著它們調(diào)節(jié)各種趨化因子的產(chǎn)生,誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞遷移到感染的部位[6]。有學(xué)者使用愛(ài)德華氏菌感染牙鲆,發(fā)現(xiàn)TLR2 在腎臟、肝臟和脾的基因表達(dá)量都有提高,肝臟的TLR2 表達(dá)量在所有組織中最高[10]。本研究中,試驗(yàn)組的腎臟、肝臟和脾中基因在12 h時(shí)表達(dá)量都上調(diào),肝臟中TLR2 基因在12 h至1 d時(shí)表達(dá)量上調(diào)較高,但在腎臟和脾上卻未出現(xiàn)顯著的變化,隨后才出現(xiàn)顯著上調(diào),在珍珠龍膽石斑魚(yú)的肝臟、腎臟和脾的基因表達(dá)量顯著升高,表明當(dāng)魚(yú)體內(nèi)出現(xiàn)較高數(shù)量的革蘭氏陽(yáng)性菌時(shí),會(huì)刺激魚(yú)體內(nèi)免疫基因TLR2 的上調(diào),從而引發(fā)魚(yú)體內(nèi)巨噬細(xì)胞的增加。本研究發(fā)現(xiàn),TLR2 基因表達(dá)量在肝臟組織的細(xì)胞密度明顯高于腎臟和脾,表達(dá)量的上調(diào)誘發(fā)巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生,吞噬滅活的鰤?mèng)~諾卡氏菌,產(chǎn)生抗體。TLR2 免疫基因在肝臟12 h至1d時(shí)表達(dá)量上調(diào)較高,腎臟和脾分別是在3 和21 d表達(dá)量上調(diào)較高,可能是鰤?mèng)~諾卡細(xì)菌首先作用于魚(yú)的肝臟,再作用其他組織,由肝臟的巨噬細(xì)胞隨著血液轉(zhuǎn)移到了腎臟和脾,導(dǎo)致腎臟和脾的TLR2 免疫基因數(shù)量變化不明顯。
MyD88 基因的表達(dá)可能受所涉及的刺激物和物種的調(diào)控而有所不同,TLR引起的所有信號(hào)途徑大多都涉及到MyD88,MyD88在TLR引起的信號(hào)途徑中發(fā)揮著重要的作用。在配體結(jié)合到TLRs之后,TLRs二聚化后構(gòu)象發(fā)生變化有利于招募胞內(nèi)TIR結(jié)構(gòu)域的接頭分子,依賴(lài)MyD88的信號(hào)傳導(dǎo)通路或依賴(lài)TRIF 的信號(hào)傳導(dǎo)通路,在MyD88的信號(hào)傳導(dǎo)通路,MyD88是第1個(gè)被發(fā)現(xiàn)的接頭分子,導(dǎo)致下游信號(hào)級(jí)聯(lián)的觸發(fā)和促炎細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生[6]。薛潔等[11]研究發(fā)現(xiàn),鰻弧菌滅活疫苗免疫后牙鲆后其脾中MyD88 基因在1 d時(shí)表達(dá)量達(dá)到最高,是對(duì)照組的5.52倍,而后逐漸下降;韋光本[12]用哈維氏弧菌滅活疫苗注射珍珠龍膽石斑魚(yú)發(fā)現(xiàn),免疫基因MyD88 在肝臟組織中第21 d相對(duì)表達(dá)量達(dá)到峰值,在腎臟中第28 d相對(duì)表達(dá)量達(dá)到峰值。本研究中,MyD88基因在肝臟中12 h時(shí)表達(dá)量開(kāi)始上調(diào),上調(diào)量并沒(méi)有免疫基因TLR2 上調(diào)量高,可能是大量免疫TLR2通過(guò)TRIF的信號(hào)傳導(dǎo)通路與TLR6形成異源二聚體。在腎臟和脾中,MyD88 基因在1 d后開(kāi)始上調(diào),與上述學(xué)者[1112]研究結(jié)果相似。脾中的MyD88 基因在1 d時(shí)表達(dá)量達(dá)到最高,腎臟的MyD88 基因在1~21 d時(shí)基因表達(dá)量都較高,在腎臟和脾中MyD88 基因表達(dá)量的增長(zhǎng)與TLR2 不同,可能是由于在MyD88通路中,接種鰤?mèng)~諾卡氏菌疫苗后相對(duì)應(yīng)的TLR1、TLR4、TLR5 等基因也出現(xiàn)上調(diào),由于MyD88 基因也是TLR1、TLR4、TLR5 等基因的接頭基因,導(dǎo)致MyD88 基因上調(diào)。
3.3 細(xì)胞因子基因的表達(dá)分析
IL-1β已經(jīng)在許多魚(yú)類(lèi)中被發(fā)現(xiàn),但其功能主要集中在炎癥反應(yīng)中,IL-1β及其受體作為先天免疫和炎癥的中心媒介,在細(xì)菌感染中發(fā)揮重要作用。抗原攻擊會(huì)導(dǎo)致IL-1β 的轉(zhuǎn)錄水平快速上調(diào),因此常被認(rèn)為是免疫激活的發(fā)生信號(hào)[13]。Huang等[14]研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)滅鮭氣單胞菌感染斜帶石斑魚(yú),通過(guò)ahr1a 和ahr1b 的表達(dá),與巨噬細(xì)胞ROS產(chǎn)生相關(guān)的基因(IL-1β)被下調(diào),表明滅鮭氣單胞菌利用其毒力機(jī)制控制和阻止巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生(說(shuō)明IL-1β是由ahr1a和ahr1b介導(dǎo)的);Ho等[15]研究注射鰤?mèng)~諾卡氏菌的大口黑鱸發(fā)現(xiàn),在細(xì)菌感染的3~5 d,脾臟和腎臟中IL-1β 的表達(dá)顯著升高;也有研究表明,IL-1β 基因在腎臟、肝臟和脾有較高的表達(dá),用鰤?mèng)~諾卡氏菌對(duì)烏鱧進(jìn)行免疫試驗(yàn),脾組織中的IL-1β 基因表達(dá)在1 d 時(shí)達(dá)到峰值[16]。本研究中,在免疫過(guò)程中IL-1β 基因在脾組織中上調(diào),在3、21 d達(dá)到峰值,腎臟中在7 d時(shí)達(dá)到峰值,說(shuō)明接種疫苗后珍珠龍膽石斑魚(yú)出現(xiàn)了炎癥反應(yīng),通過(guò)腹腔注射鰤?mèng)~諾卡氏菌,肝臟和脾中IL-1β 基因表達(dá)量在1 d時(shí)開(kāi)始上調(diào),IL-1β通過(guò)激活多種反應(yīng)發(fā)揮其對(duì)感染的保護(hù)作用,使中性粒細(xì)胞快速募集到肝臟和脾的炎癥部位,內(nèi)皮粘附分子的激活,細(xì)胞因子和趨化因子的誘導(dǎo),發(fā)熱反應(yīng)的誘導(dǎo),以及刺激適應(yīng)性免疫,組織肝臟中在14 d過(guò)后出現(xiàn)下調(diào),可能是由于在7~14 d的中性粒細(xì)胞高度募集,致使魚(yú)體內(nèi)出現(xiàn)抑制IL-1β 基因的表達(dá),以此保護(hù)魚(yú)體組織,防止出現(xiàn)損傷,與Ho等[15]等研究結(jié)果一致。
TGF-β 在胸腺、頭腎和脾臟中高度表達(dá),可以促進(jìn)魚(yú)類(lèi)淋巴細(xì)胞的增殖[17]。TNF-α是一種重要的細(xì)胞因子,調(diào)控細(xì)胞因子的合成及釋放,在魚(yú)的免疫過(guò)程中起的重要作用,TNF-α在免疫反應(yīng)中的作用具有雙面性,當(dāng)其表達(dá)適量時(shí),能夠施展正向的免疫功能,抵御外部物質(zhì)的入侵,參與炎癥反應(yīng),但當(dāng)其轉(zhuǎn)錄水平過(guò)高時(shí),發(fā)揮的免疫功能會(huì)對(duì)機(jī)體形成損傷,從而致使發(fā)生病理反應(yīng)[18]。在本研究中,腎臟中TNF-α 基因的相對(duì)表達(dá)量在1、28 d時(shí)較高,與韋光本[12]的研究結(jié)果一致;在脾組織中7 d時(shí)TNF-α 基因出現(xiàn)明顯下調(diào),可能該時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)降解,導(dǎo)致表達(dá)量的下降,通過(guò)整體分析,在注射疫苗后,宿主免疫系統(tǒng)可以維持在高水平狀態(tài)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] TANEKHY M, MATSUDA S, ITANO T, et al .. Expression of
cytokine genes in head kidney and spleen cells of Japanese
flounder (Paralichthys olivaceus) infected with Nocardia
seriolae [J]. Vet. Immunol. Immunop., 2010, 134(3-4): 178-183.
[2] ELKESH A, KANTHAM K, SHINN A P, et al .. Systemic
nocardiosis in a Mediterranean population of cultured meagre,
Argyrosomus regius Asso (Perciformes: Sciaenidae) [J]. J. Fish
Dis., 2013,36(2): 141-149.
[3] 袁思平,王國(guó)良,金珊.海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖大黃魚(yú)諾卡氏菌病及防
治[J].水產(chǎn)科學(xué),2005,24(9):35-36.
YUAN S P, WANG G L, JIN S. Nocardiosis in large yellow
croakers Pseudosciaena crocea cultivated in net cages [J]. Fish.
Sci., 2005,24(9):35-36.
[4] 肖慧,李軍,王祥紅,等.鱸魚(yú)鰻弧菌病疫苗的制備及免疫防
治效果[J].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 2003,33(2):226-232.
XIAO H, LI J, WANG X H, et al .. Preparation of vaccine
against vibriosis of sea perch (Lateolabrax japonicus) and its
immune efficiency evaluation [J]. J. Ocean Univ. Qingdao,
2003,33(2):226-232.
[5] ROSS A J, KLONTZ G W. Oral immunization of rainbow trout
(Salmo gairdneri) against an etiologic agent of “redmouth
disease” [J]. J. Fish. Board Canada, 1965, 22(3): 713-719.
[6] 韋友傳. 斜帶石斑魚(yú)TLR1、TLR2 和MyD88 基因的克隆與
免疫應(yīng)答研究[D]. 南寧:廣西大學(xué), 2011.
WEI Y C. Molecular cloning and immunoresponse of TLR1,
TLR2 and MyD88 genes in Epinephelus coioides [D]. Nanning:
Guangxi University, 2011.
[7] PARK K C, OSBORNE J A, TSOI S C M, et al .. Expressed
sequence tags analysis of Atlantic halibut (Hippoglossus
hippoglossus) liver, kidney and spleen tissues following
vaccination against Vibrio anguillarum and Aeromonas
salmonicida [J]. Fish Shellfish Immun., 2005, 18(5): 393-415.
[8] 解俊,彭程遠(yuǎn),金珊,等.滅活魚(yú)諾卡氏菌對(duì)烏醴非特異性免
疫指標(biāo)的影響[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展,2013,34(4):71-76.
XIE J, PENG C Y, JIN S, et al .. Effects of inactivated Nocardia
seriolae on the nonspecific immune indexes of Channa argus [J].
Progress Fish. Sci.,2013,34(4):71-76.
[9] 姚歡,黃郁蔥,蔡雙虎,等. 眼斑擬石首魚(yú)爛尾病病原菌的分
離鑒定及滅活疫苗的免疫效果[J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2016,
36(4):37-44.
YAO H, HUANG Y C, CAI S H, et al .. Isolation and
identification of bacterial pathogens from Sciaenops ocellatus
with tail-rotted disease and evaluation of immune efficacy of
inactived vaccine [J]. J. Guangdong Ocean Univ.,2016,36(4):
37-44.
[10] ZHU Y, LI S, SU B F, et al .. Genome-wide identification,
characterization, and expression of the Toll-like receptors in
Japanese flounder (Paralichthys olivaceus) [J/OL]. Aquaculture,
2021, 545: 737127 [2022-07-10]. https://doi.org/10.1016/j.
aquaculture.2021.737127.
[11] 薛潔,宋曉青,邢婧,等. 牙鲆注射免疫鰻弧菌滅活疫苗后13
種免疫相關(guān)基因表達(dá)的變化[J]. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2016,
46(2):42-53.
XUE J, SONG X Q, XING J, et al ..Expression analysis of thirteen
immune related genes of flounder (Paralichthys olivaceus)
vaccinated with formalin-inactivated Vibrio anquillarum [J].
Periodical Ocean Univ. China, 2016,46(2):42-53.
[12] 韋光本. 哈維氏弧菌滅活疫苗糖類(lèi)佐劑的篩選及其對(duì)珍珠
龍膽石斑魚(yú)免疫保護(hù)的研究[D]. 湛江:廣東海洋大學(xué),2020.
WEI G B. Screening for saccharide adjuvants of Vibrio Harveyi
inactivated vaccine and its immunological protection on pear
gentian grouper [D]. Zhanjiang: Guangdong Ocean University,
2020.
[13] 于燕. 半滑舌鰨(Cynoglossus semilaevis)TLR9 及其信號(hào)傳導(dǎo)
相關(guān)基因的克隆與表達(dá)[D].青島:中國(guó)海洋大學(xué), 2009.
YU Y. Isolation and characterization of TLR9,MyD88,IRAK4
and IL-1β in half-smooth tongue sole Cynoglossus semilaevis
[D]. Qingdao: Ocean University of China,2009.
[14] HUANG L X, QI W L, ZUO Y F, et al .. The immune response
of a warm water fish orange-spotted grouper (Epinephelus
coioides) infected with a typical cold water bacterial pathogen
Aeromonas salmonicida is AhR dependent [J/OL]. Dev. Comp.
Immunol., 2020, 113: 103779 [2022-07-10]. https://doi.org/
10.1016/j.dci.2020.103779.
[15] HO P Y, BYADGI O, WANG P C, et al .. Identification,
molecular cloning of IL-1β and its expression profile during
Nocardia seriolae infection in largemouth bass, Micropterus
salmoides [J/OL]. Int. J. Mol. Sci., 2016, 17(10): 1670[2022-07-
10]. https://doi.org/10.3390/ijms17101670.
[16] CUI Z W, KONG L L, ZHAO F, et al .. Bacteria-induced IL-1β
and its receptors in snakehead (Channa argus): evidence for
their involvement in antibacterial innate immunity [J]. Fish
Shellfish Immun., 2020, 100: 309-316.
[17] ITANO T, KAWAKAMI H. Drug susceptibility of recent
isolates of Nocardia seriolae from cultured fish [J]. Fish
Pathol., 2002, 37(3): 152-153.
[18] TRACEY K J, LANE F, HILKENS C M. Introduction of
tolerance by TNF-treated dentritic cells [J]. Lancet, 1990, 8648(1):
1721-1728.
(責(zé)任編輯:胡立霞)