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论文解读:杀鲑气单胞菌感染大西洋鲑红细胞的研究

出处:公众号水生动物健康评估 作者:夏夏 水产养殖网 2019-11-06 10:10:00
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杀鲑气单胞菌,革兰氏阴性菌,可通过皮肤损伤和粘膜上皮细胞感染,扩散并定植在鱼体的肾脏,肝脏,脾脏和大脑。实验条件下,腹腔注射剂量30个细菌也可导致鱼体产生致命的损伤。

研究表明,杀鲑气单胞菌的毒力与其在吞噬细胞中的复制能力有关。 此外,该菌还可以侵染并在非吞噬上皮细胞中复制。宿主-微生物相互作用是一个复杂的网络,目前杀鲑气单胞菌的致病机理尚不明确。与哺乳动物的红细胞不同,鱼类的红细胞是有核细胞。红细胞的胞内感染有助于细菌绕过宿主防御机制,并轻松获得铁等必需营养素。另外,在红细胞内部存活使得细菌得以在宿主内分散。本文针对杀鲑气单胞菌是否在体外和体内感染大西洋鲑的红细胞进行了研究。
结果显示,大西洋鲑红细胞对杀鲑气单胞菌的感染具有很高的抵抗力,在MOI(红细胞:细菌个数)为 1:100条件下,感染48h后,红细胞存活率超过80%,且MOI在1:10和1:100两组之间没有明显差异,然而当MOI 增加到1:1000之后,细胞存活率急剧下降到20%以下。
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随后,我们利用庆大霉素评估了杀鲑气单胞菌是否具有感染大西洋鲑红细胞并在其中存活的能力。结果表明,与最初的细菌接种量相比(1.66 x 107 CFU),附着在红细胞上的杀鲑气单胞菌平均百分数为42.27±11%(7.8 x 106 CFU)(图1b)。感染后1小时后,用庆大霉素处理细胞表面的细菌,感染2小时后,细胞内的杀鲑气单胞菌为0.047±0.018%(5.90 x 103 CFU),感染3小时后,胞内菌含量0.032±0.031%(2.10 x 103 CFU)(图1b)。
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利用流式细胞仪验证感染后2小时和庆大霉素处理2小时后的结果。数据显示,感染后2小时,用DTAF标记的杀鲑气单胞菌感染了红细胞,平均感染率为0.192±0,074。此外,福尔马林灭活的DTAF标记杀鲑气单胞菌和FITC标记乳胶珠的吞噬率分别为0.140±0.064和0.043±0.025。
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荧光显微镜观察到DTAF标记的杀鲑气单胞菌存在于红细胞的细胞质内,如下图示。
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体外感染实验显示。大西洋鲑幼鱼在注射感染杀鲑气单胞菌5-8天后,表现出疥病的症状,在感染8天后首次出现死亡, 30 天后,幼鱼的生存率为8.6%。 在感染5天和10天时,可以观察到菌血症,且在红细胞内检测到杀鲑气单胞菌。
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以上数据表明,杀鲑气单胞菌不会杀死大西洋鲑原代红细胞,但会侵入到细胞内部。暗示杀鲑气单胞菌可能会利用红细胞绕过宿主防御机制(例如补体溶解,吞噬细胞,抗体或抗菌肽),并获得由宿主螯合的营养物质(如铁)。而且,杀鲑气单胞菌在红细胞内有益于细菌在宿主体内的分散。

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