2020-07-21
发表期刊：Fish and Shellfish Immunology
影响因子：3.160
2020年3月21日，派森诺生物再次与沈阳农业大学携手合作，于Fish and Shellfish Immunology杂志上发表了题为《Antioxidant and immune responses of the Oriental river prawn Macrobrachium nipponense to the isopod parasite Tachaea chinensis》的文章。
该文章介绍了日本沼虾感染中华急游水虱前后比较转录组分析的研究成果，并以此来探究日本沼虾对中华急游水虱的抗氧化和免疫反应，从而推测其潜在的分子机制。
研究背景
等足类寄生虫广泛地分布在淡水、微咸水和海洋环境中，以鱼类和甲壳类动物作为中间宿主和最终宿主，并以它们的血液、粘液和组织为食。本文的研究对象日本沼虾是一种重要的经济和营养品种，是中国、韩国、越南和日本等国家最重要的水产养殖淡水虾之一。中华急游水虱是一种等足类寄生虫，中华急游水虱的存在对鱼类和甲壳类动物的商业养殖造成相当大的经济损失。等足类寄生虫可以导致营养缺乏和防御系统破坏从而阻碍宿主的生长，伤害或者杀死它们的宿主，但关于其寄生后宿主的抗氧化和免疫反应的分子机制仍尚未可知，为了有效的抑制寄生虫的发育与繁殖，提高农业效率和农民收入，关于其分子机制的研究是必要的。
材料与方法
样本：日本沼虾（对照组-正常养殖；处理组-感染中华急游水虱不同天数）
研究思路
研究结果
1、寄生虫感染期间的存活，蜕皮，总体重减轻和每日体重减轻
观察到存活率随着感染时间的增加而下降(图1A)。15天后，存活率达到约70%，而在整个过程中蜕皮率持续增加，约为55%。第3天总减重增加了8%，但与其他评估时间点相比无显著差异(图1B)。但随着暴露时间的延长，日减重率逐渐降低，第3天减重率明显高于其他天数(P < 0.05)。
2、肝胰腺抗氧化酶活性和非特异性免疫酶活性
肝胰腺中SOD和GPx活性在感染三天后明显高于对照组，但是MDA含量在实验的前六天增加，并在第九天达到高，且在12天后下降。相反，PO活性在第9天显着下降（P <0.05）随着接触时间的增加，ACP和AKP活性在前6天和9天增加，但在9天和12天后分别降低。相比之下，CAT和LZM活动在整个过程中都呈增长趋势。
3、 肌肉抗氧化酶活性和非特异性免疫酶活性
与肝胰腺相似，感染3天后肌肉组织中MDA含量达到峰值(48.80 nmol/mgprot)，显著高于对照组。SOD和GPx活性无显著变化。相比之下，感染9天后，肌肉中的ACP和AKP活性显著高于对照组 (P < 0.05)，而PO活性在9天时则较低。CAT和LZM的活性与肝胰腺相似。
4、序列重组与注释
大约17.53%(147,875个中的25,924个)的unigenes在一个或多个数据库中被显著注释，其中2.35%(147,875个中的3480个) 的unigenes与所有数据库匹配。NOG功能分析将32868条unigenes分为25组，其中占比最高的一组(9333; 28.4%)为一般功能预测，其次是信号转导机制(2649; 8.06%)和转录(1905; 5.8%)。与对照组相比，感染6天后的样本有570个差异表达基因，感染12天后的样本有723个差异表达基因，但是感染6天和12天的样品一共有869个差异表达基因。
5、与氧化还原反应相关的差异表达基因
在KEGG和GO文库中富集了6个与氧化还原过程相关的关键基因，其中感染6天后的样品中酰基辅酶A氧化酶的表达明显比对照组和感染12天的组高。与之相反的是，随着感染时间的增长，δ-甾醇还原酶（DSR）和delta-9 desaturase (D-9D)的表达量显著增加。由此可知，在日本沼虾感染后，有多种途径和过程受到影响。
6、与免疫功能相关的差异表达基因
在感染6天到12天之间，KEGG分析表明，有1个差异表达基因在造血细胞系中富集，有5个差异表达基因富集在NOD-like受体信号通路，有15个差异表达基因富集在抗原处理和递呈途径。感染6天时样品中ACP和AKP的表达明显高于感染12天时，但与对照组相比，差异不显著。这些观察结果表明，与免疫相关的多个途径和过程都受到等足类寄生虫的影响，但在大多数情况下，富集程度并不显著。
总结
在本研究中，发现了等足类寄生虫中华急游水虱会对其宿主日本沼虾的抗氧化和免疫系统产生不良影响。值得注意的是，与抗氧化和免疫系统相关的多种酶和基因，比如SOD、MDA、AKP、ACP和GST，在感染的过程中都呈现出先升高后降低的模式，这表明在感染的后期，这些寄生虫可能扰乱了宿主的防御系统。本文还提供了详细的基因和蛋白质信息，用以表征日本沼虾的抗氧化和免疫反应，这将有利于人们对日本沼虾和中国急游水虱宿主-寄生虫相互作用机制的理解。
原文索引：
Li Y, Han Z, Xu W, et al. Antioxidant and immune responses of the Oriental river prawn
Macrobrachium nipponense to the isopod parasite Tachaea chinensis [J]. Fish & Shellfish Immunology,
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1050464820302072
