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细菌基因组DNA对水产动物的免疫调节作用的研究

洪旭涛  
【摘要】:许多研究证实含大量未甲基化CpG片段的细菌基因组DNA,对高等动物的免疫系统具有刺激作用,然而对鱼类的研究则较少,对较为低等的贝类,则未有相关的报道,本实验研究了不同细菌基因组DNA对鱼类和贝类的免疫系统刺激作用。 论文第一部分选用了鲫鱼巨噬细胞为体外研究对象,以大肠杆菌,嗜水气单胞菌,粪肠球菌,青春双歧杆菌,嗜热链球菌,地衣芽胞杆菌,枯草芽胞杆菌,微壁溶球菌,脓杆菌,以及酿酒酵母基因组作为CpG DNA的来源,检测了该十种菌的DNA对巨噬细胞的免疫激活作用。通过检测和比较巨噬细胞经细菌DNA刺激后的氧自由基活性和杀菌力,发现不同的细菌DNA的刺激效果存在差异。Tukey多重分析法对数据进行分析,发现嗜水气单胞菌和大肠杆菌DNA的免疫刺激效果最佳。然后用C语言编程对各种菌的基因组数据库进行分析,发现细菌DNA中的CG含量越高,刺激效果则越佳。因此,在后续实验中,我们选用了背景比较清楚的大肠杆菌DNA为CpG来源,研究细菌DNA对贝类和鱼类免疫系统的激活作用的差异。 论文第二部分用大肠杆菌DNA为CpG来源,以人工合成的CpG ODN,LPS,小牛胸腺DNA为对照,研究了CpG对三角帆蚌体内外的免疫刺激效果。研究发现细菌DNA及CpG ODN都不能刺激三角帆蚌的血细胞释放氧自由基以及酸性磷酸酶,但体内注射50μg/ml的细菌DNA后,可以刺激血清中的溶菌酶和酚氧化酶在5到24小时内显著上升,48小时后又恢复到对照水平。实验结果显示,细菌DNA可以刺激三角帆蚌的部分免疫指标。 论文第三部分研究了大肠杆菌DNA刺激鱼体不同时间后相关免疫因子mRNA表达的变化。发现刺激24和48小时后,TNF-α,IFN-α,NKEF,PBEF,Mx的表达量升高,然而,在2到72小时内,MHC Ⅱ,MHC—Ⅰ的表达量都趋于稳定。实验结果证实了细菌基因组DNA能刺激单核细胞、巨噬细胞分泌IFN及TNF等免疫因子来增强免疫系统。 研究表明,含未甲基化CpG的细菌DNA能刺激两种水产类生物的免疫系统,而对不同物种的刺激效果也存在差异,一般是较高等的生物对CpG的敏感性更强。并且不同的细菌的DNA的刺激效果也存在差异,刺激效果与细菌基因组的CG含量正协同。因此,细菌DNA有望开发成为水产动物的免疫调节剂。


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