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論文解讀:殺鮭氣單胞菌感染大西洋鮭紅細胞的研究

出處:公眾號水生動物健康評估 作者:夏夏 水產養殖網 2019-11-06 10:10:00
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殺鮭氣單胞菌,革蘭氏陰性菌,可通過皮膚損傷和粘膜上皮細胞感染,擴散并定植在魚體的腎臟,肝臟,脾臟和大腦。實驗條件下,腹腔注射劑量30個細菌也可導致魚體產生致命的損傷。

研究表明,殺鮭氣單胞菌的毒力與其在吞噬細胞中的復制能力有關。 此外,該菌還可以侵染并在非吞噬上皮細胞中復制。宿主-微生物相互作用是一個復雜的網絡,目前殺鮭氣單胞菌的致病機理尚不明確。與哺乳動物的紅細胞不同,魚類的紅細胞是有核細胞。紅細胞的胞內感染有助于細菌繞過宿主防御機制,并輕松獲得鐵等必需營養素。另外,在紅細胞內部存活使得細菌得以在宿主內分散。本文針對殺鮭氣單胞菌是否在體外和體內感染大西洋鮭的紅細胞進行了研究。
結果顯示,大西洋鮭紅細胞對殺鮭氣單胞菌的感染具有很高的抵抗力,在MOI(紅細胞:細菌個數)為 1:100條件下,感染48h后,紅細胞存活率超過80%,且MOI在1:10和1:100兩組之間沒有明顯差異,然而當MOI 增加到1:1000之后,細胞存活率急劇下降到20%以下。
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隨后,我們利用慶大霉素評估了殺鮭氣單胞菌是否具有感染大西洋鮭紅細胞并在其中存活的能力。結果表明,與最初的細菌接種量相比(1.66 x 107 CFU),附著在紅細胞上的殺鮭氣單胞菌平均百分數為42.27±11%(7.8 x 106 CFU)(圖1b)。感染后1小時后,用慶大霉素處理細胞表面的細菌,感染2小時后,細胞內的殺鮭氣單胞菌為0.047±0.018%(5.90 x 103 CFU),感染3小時后,胞內菌含量0.032±0.031%(2.10 x 103 CFU)(圖1b)。
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利用流式細胞儀驗證感染后2小時和慶大霉素處理2小時后的結果。數據顯示,感染后2小時,用DTAF標記的殺鮭氣單胞菌感染了紅細胞,平均感染率為0.192±0,074。此外,福爾馬林滅活的DTAF標記殺鮭氣單胞菌和FITC標記乳膠珠的吞噬率分別為0.140±0.064和0.043±0.025。
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熒光顯微鏡觀察到DTAF標記的殺鮭氣單胞菌存在于紅細胞的細胞質內,如下圖示。
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體外感染實驗顯示。大西洋鮭幼魚在注射感染殺鮭氣單胞菌5-8天后,表現出疥病的癥狀,在感染8天后首次出現死亡, 30 天后,幼魚的生存率為8.6%。 在感染5天和10天時,可以觀察到菌血癥,且在紅細胞內檢測到殺鮭氣單胞菌。
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以上數據表明,殺鮭氣單胞菌不會殺死大西洋鮭原代紅細胞,但會侵入到細胞內部。暗示殺鮭氣單胞菌可能會利用紅細胞繞過宿主防御機制(例如補體溶解,吞噬細胞,抗體或抗菌肽),并獲得由宿主螯合的營養物質(如鐵)。而且,殺鮭氣單胞菌在紅細胞內有益于細菌在宿主體內的分散。

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