水生所揭示青藤堿通過保護黏膜免疫來預(yù)防魚類腸炎和抵御細菌感染的機制
鑒于當(dāng)前綠色水產(chǎn)養(yǎng)殖的需求，在漁藥的開發(fā)中全面替代抗生素已是大勢所趨。中國科學(xué)院水生生物研究所魚類功能基因組學(xué)學(xué)科組研究人員，基于前期在模式動物斑馬魚中的研究，對來自中藥青風(fēng)藤的效應(yīng)成分青藤堿在我國常見養(yǎng)殖魚類草魚中進行了抗腸炎及抗細菌病的研究。作為可結(jié)合草魚膽堿受體（圖1）的激動劑，飼料添加青藤堿可激活腸黏膜組織中的膽堿能抗炎通路，來對黏膜炎癥進行免疫調(diào)節(jié)。
圖1 青藤堿與草魚ɑ7nAchR蛋白的分子對接示意圖
為研究青藤堿對養(yǎng)殖魚類黏膜免疫的保護作用，研究人員在草魚幼魚每日的豆粕飼料中添加青藤堿。通過5周的飼養(yǎng)試驗來進行豆粕誘導(dǎo)腸炎建模，然后分析腸肝的組織病理學(xué)、腸炎相關(guān)基因表達，并進行轉(zhuǎn)錄組和16s rRNA基因測序系統(tǒng)解析在分子水平和菌群水平的機理。結(jié)果表明，在日糧中加入濃度為2g/kg的鹽酸青藤堿可以防止40%豆粕添加引起的腸黏膜的炎性病理變化，如杯狀細胞數(shù)量減少和糖原增加（圖2）。
圖2 青藤堿飼料添加后的抗腸炎效果的組織病理切片圖
隨后，在嗜水氣單胞菌浸泡攻毒7天后，青藤堿組比豆粕組表現(xiàn)出顯著更高的存活率（圖3），鰓組織中的炎癥CD4信號較少（圖4）。但也發(fā)現(xiàn)肝內(nèi)低氧信號出現(xiàn)和鰓絲間距變小意味著的呼吸效率低可能是青藤堿的副作用。
圖3 飼養(yǎng)實驗結(jié)束后的攻毒實驗發(fā)現(xiàn)青藤堿組在嗜水氣單胞菌浸泡后存活率提高
圖4青藤堿組緩解在嗜水氣單胞菌浸泡后鰓組織中的CD4+的T輔助細胞的聚集
研究表明，青藤堿對腸和鰓的黏膜免疫具有保護作用，能夠預(yù)防食源性腸炎，并改善隨后的細菌攻毒引起的死亡。因此，青藤堿可以在水產(chǎn)養(yǎng)殖中可作為中藥替抗的候選，至少是通過水產(chǎn)飼料添加劑這一類的途徑發(fā)揮抗炎和抗菌作用。
本研究是在中國科學(xué)院先導(dǎo)專項子課題“鯉飼料高效轉(zhuǎn)化的分子機制”（XDA24010206）和中國科學(xué)院江西產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與育成中心科技支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃項目“水產(chǎn)替抗功能植物篩選與漁用技術(shù)研發(fā)”（ZKYJXZXCY-202210）的共同資助下完成。主要工作是碩士研究生劉宇航、博士研究生曹丹瑩等人共同完成，夏曉勤研究員和吳南副研究員為本文的共同通訊作者。相關(guān)研究成果以“Sinomenine improves resistance to foodborne enteritis and Anti-bacteria mucosal immunity in grass carp”為題發(fā)表在水產(chǎn)領(lǐng)域一區(qū)雜志Aquaculture上，文章鏈接為https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0044848623011389。
