氢分子对感染嗜水气单胞菌斑马鱼的作用研究

氢气(Hydrogen,H2)是近年来发现的一种新型治疗性气体,具有抗氧化、抗炎症、抗凋亡及信号通路调节等多重生物学效应,并且在多种动物疾病模型中得到验证。嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)属于弧菌科(Vibrionaceae)气单胞菌属(Aeromonas),是水生环境中一类常见致病性病原菌,可以引发鱼类败血症而导致鱼类爆发性死亡。氢气是否对嗜水气单胞菌感染鱼类具有保护作用,其保护机理如何,尚未见报道。本研究以斑马鱼为模式实验动物,建立嗜水气单孢菌感染斑马鱼模型,研究氢气对嗜水气单胞菌感染斑马鱼后的保护效果,并初步探索其保护机理,为氢气用于嗜水气单胞菌感染的防治提供理论和试验依据。主要研究结果如下:1.用富氢水(hydrogen-rich water,HW)处理受嗜水气单孢菌感染的斑马鱼,统计分析细菌感染后斑马鱼的存活率。

结果显示1%和4%浓度HW均能起提高到斑马鱼存活率的作用,其中1%HW效果最佳,能将斑马鱼存活率由51.7%提升至72.5%。2.通过细菌学检测HW作用后斑马鱼体内嗜水气单孢菌的生长情况,结果显示HW处理组菌落总数随时间增长速度在各时间段(6h、12h、24h和48h)低于未处理组。3.进一步探究HW在抗嗜水气单孢菌感染斑马鱼中的作用机制,通过荧光定量PCR检测HW处理后斑马鱼脾脏、肾脏和肝脏中免疫调节因子表达量的变化,结果显示在感染后6h、12h及24h,HW能够显著降低三种组织中促炎细胞因子NF-κB、IL-1β及IL-6的表达,并显著上调三种组织中抗炎细胞因子IL-10的表达。4.通过荧光定量PCR检测HW处理后斑马鱼脾脏、肾脏和肝脏中抗氧化相关因子的表达变化,结果显示在感染后6h、12h及24h,HW能够显著提高三种组织中抗氧化因子SOD1、CAT及POD的表达。本研究发现在嗜水气单孢菌感染斑马鱼时,HW能够降低嗜水气单孢菌的增殖,降低斑马鱼组织促炎细胞因子表达,提高其抗炎细胞因子表达,还能够提高组织抗氧化酶基因的表达,揭示HW可能是通过降低病原菌增殖、调节炎症相关因子的表达,提高抗氧化相关因子的表达,来缓解鱼体炎症反应、抵御嗜水气单孢菌感染,从而为进一步探究氢气的治疗作用提供了坚实基础。