壳聚糖—庆大霉素缀合物对副溶血弧菌感染对虾的治疗作用及机制

来源 :广东海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:quartz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着对虾养殖业的快速发展,高密度集约化养殖比例迅速提高,带来巨大收益的同时容易导致水质恶化,细菌和病毒频繁爆发。其中,副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)能引发对虾发生红体、烂鳃、白浊和急性肝胰腺坏死病等,是导致对虾大量死亡的主要细菌之一,给我国对虾养殖带来巨大的经济损失。因此,如何有效预防和控制副溶血弧菌成为水产养殖的难点和重点。壳聚糖(Chitosan,CS)是甲壳素通过脱乙酰基后得到的一种线性聚阳离子多糖,具有许多生物学特性和生理功能。然而,壳聚糖抗菌活性较弱,且只能溶于酸性溶液,这限制了其在抗微生物领域中的应用。因此,如何提高壳聚糖的抗菌活性和溶解性成为当前研究的热点。庆大霉素(Gentamicin,GT)因含有丰富的氨基而具有优越的抗菌性能和水溶性,但由于肾毒性、耳毒性和细菌耐药性等不良反应,限制了其在临床医学中的应用,因此,对庆大霉素进行改性,以扩大它的应用范围具有重大意义。本文通过氧化、席夫碱和还原反应将小分子庆大霉素接枝到大分子壳聚糖骨架上,制备出高分子抗菌剂壳聚糖-庆大霉素缀合物(CS-GT)。以期提高壳聚糖的抗菌活性和水溶性,改变庆大霉素原有的抗菌靶点和降低其毒副作用。在此基础上,通过对副溶血弧菌的抗菌作用探讨、养殖水体和对虾肠道菌群16S r RNA基因测序分析、RNA-seq高通量测序及免疫机制探讨,为凡纳滨对虾养殖过程中的副溶血弧菌防控提供相关的理论基础。主要研究内容和结果如下:1、通过氧化、席夫碱和还原反应制备了CS-GT缀合物,采用FTIR、1H-NMR和固态13C-NMR阐明CS-GT的合成机理,首先壳聚糖被高碘酸钠氧化为壳聚糖二醛,然后与庆大霉素发生席夫碱反应,最后使用氰基硼氢化钠将C=N还原为C-N。通过元素分析探讨庆大霉素的接枝效率,结果表明,影响接枝率的主要因素为高碘酸钠用量和氧化时间,本文庆大霉素的接枝率为17.02%。采用热分析手段对比还原反应前后缀合物的稳定性,结果显示,还原可以提高CS-GT的热稳定性,热失重率降低了18.45%。2、探讨CS-GT对副溶血弧菌的抗菌作用。结果表明,CS接枝GT后可显著提高其抗菌活性(p<0.05),且还原反应前后缀合物的抗菌活性无明显差异。CS-GT的最低抑菌浓度(MIC)、最低杀菌浓度(MBC)和半数抑菌浓度(IC50)分别为20.00μg/m L、75.00μg/m L和18.72μg/m L,极显著低于CS(p<0.01)。CS-GT可增强细胞膜的通透性,导致菌体细胞内电解质(如K+、Na+和H+)和大分子(DNA和RNA)发生泄漏,导电率、K+的浓度和OD260显著增大(p<0.05)。与CS相比,CS-GT的正电荷密度增加,与细菌细胞膜表面的静电相互作用增强,导致其抗菌、抑菌和杀菌活性显著增加(p<0.05)。3、评价CS-GT对养殖水体和凡纳滨对虾非特异性免疫的影响。通过血细胞计数、血细胞凋亡率、抗氧化和免疫相关酶活性分析,发现CS-GT显著提高对虾总血细胞数量、抗氧化和免疫相关酶活性(p<0.05),抑制血细胞凋亡而提高对虾生长性能和免疫力。肠道显微结构分析显示CS-GT可增加对虾肠道绒毛高度,有利于对食物的吸收、消化和利用。通过16S r RNA基因高通量测序技术分析养殖水体和对虾肠道微生物的菌群结构,结果表明CS-GT降低了养殖水体和肠道微生物菌群的多样性和丰富度,且CS-GT与GT的菌群结构较为相似,CS-GT可降低水体和肠道弧菌属(Vibrio)和发光杆菌属(Photobacterium)的丰度,且弧菌的丰度与其剂量呈负相关。4、探讨CS-GT对副溶血弧菌感染凡纳滨对虾免疫和肠道微生物菌群的影响。通过分析对虾存活率、血细胞参数、抗氧化和免疫相关酶活性,结果发现,CS-GT可显著提高副溶血弧菌感染凡纳滨对虾的存活率,增加总血细胞计数和降低血细胞凋亡率,提高抗氧化和免疫相关酶活性水平(p<0.05),且呈CS-GT依赖模式。肠道和肝胰腺显微结构分析表明CS-GT可抑制病原菌的入侵和炎症反应,保护肠道和肝胰腺的结构和功能完整性。肠道微生物16S r RNA基因高通量测序结果显示,CS-GT抑制弧菌的入侵和定植,显著降低厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的比例(p<0.05),改善对虾肠道菌群的失衡,激活对虾免疫系统相关的生物学功能。5、在副溶血弧菌感染凡纳滨对虾的基础上,通过RNA-seq高通量测序技术,在转录组水平上探讨CS-GT对凡纳滨对虾的免疫调控作用。结果表明,CS-GT调控的差异表达基因共872个,其中上调的基因有458个,下调的基因有414个,与免疫相关的信号通路溶酶体(Lysosome)显著富集。CS-GT可抑制副溶血弧菌的入侵和定植,调节肠道微生菌群的结构,激活免疫相关的生物学功能,并通过肠道微生物和细胞因子之间的相互作用,促进LGMN、LIPA和NPC2的表达量上调,推测CS-GT促进抗原提呈作用或水解激活TOR样受体,加速甘油三酸酯(TG)的代谢和胞内胆固醇的运输进程,激发溶酶体信号通路更有效地吞噬病原菌,机体产生免疫响应。
其他文献
学位
学位
学位
目的:分析中枢血管源性和非中枢血管源性孤立性急性前庭综合征(acute vestibular syndrome,AVS)患者具有显著差异的部分,评价Essen卒中风险量表(ESRS)、STANDING检查法及二者联合应用对于筛选中枢血管源性AVS的价值。方法:连续纳入并分析2019年8月至2020年1月因孤立性AVS于河北省人民医院就诊并住院患者的基本临床资料,记录ESRS,并应用STANDING
任脉偏歪作为一种临床病理体征,其在疾病的预防、诊断、治疗、预后评估方面均具有一定的临床意义,但其既往的文献及临床研究较少,临床对其运用也相对不足。笔者通过观察临床任脉偏歪的不同病理征象,并通过学习赖新生教授引气归元针法的具体实践过程,发现引气归元针法可提挈阴阳、辨治形气、调整虚实,对于具有任脉偏歪病理表现的疾病有显著疗效。
学位
学位
学位
学位
目的:探讨温肾护元化瘀法联合护肾操治疗阳虚血瘀型糖尿病肾病的临床疗效。方法:收集启东市中医院2017年12月-2020年2月收治的糖尿病肾病患者,根据中医辨证分型选取79例阳虚血瘀型患者作为研究对象,将其随机分为3组,A组给予基础对症治疗,B组在基础对症治疗的基础上给予中医药温肾护元化瘀法治疗,C组在基础对症治疗的基础上给予温肾护元化瘀法联合护肾操治疗。3个月后比较各组的空腹血糖、餐后2小时血糖、