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论文解读--罗非鱼湖病毒(TiLV)感染期间斑马鱼幼体的I型干扰素依赖性反应

更新时间:2021-01-25 15:42:33       来源/作者:水生动物健康评估



今天和大家分享一篇来自Developmental and Comparative Immunology的文章:罗非鱼湖病毒(TiLV)感染期间斑马鱼幼体的I型干扰素依赖性反应,引用信息如下:

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罗非鱼湖病毒是包膜病毒,单链RNA基因组,可以导致罗非鱼的高死亡率。在本研究中,我们证明了斑马鱼幼体在全身注射后易受TiLV感染,TiLV可以在斑马鱼幼体中复制,并导致其高死亡率(约70%)。组织病理学检查显示,TiLV感染导致斑马鱼幼体的病理异常,症状在大脑内清晰可见。此外,基因表达分析表明,TiLV感染可诱导与病毒dsRNA(rig-1(ddx58),tlr3,tlr22),转录因子(irf3,irf7),I型干扰素(infϕ1),抗病毒蛋白(mxa)和促炎细胞因子(il-1β)。我们还证明了重组斑马鱼IFNϕ1对TiLV感染期间斑马鱼幼体存活的保护作用。我们的结果表明斑马鱼幼体在TiLV感染过程中I型IFN应答的重要性,并证明斑马鱼是研究TiLV与鱼类宿主之间相互作用的良好模式生物。具体实验结果如下:


斑马鱼幼体在系统感染模型中易患TiLV

为了评估TiLV的致病性,将斑马鱼幼体(2.5 dpf)与TiLV或L15培养基一起注入居维叶或蛋黄管中,或通过浸泡感染。在感染后最多5天监测死亡率和发病率。与模拟感染的幼体显示出100%的存活率相比,实验感染TiLV的幼体在感染后第4天(55%)和感染后第5天(67%)处的死亡率增加了(图1A)。相反,通过对卵黄或浸泡感染TiLV并没有显着降低鱼的存活率(图1B和C)。用居维叶导管感染TiLV的斑马鱼幼体的死亡率与强病毒复制有关,在感染后1h至48h之间,病毒拷贝数增加了> 3.106倍(图1D)。此外,我们观察到实验感染的幼体表现出严重的疾病征兆,例如卵黄囊水肿,脊柱弯曲,眼和鱼鳔异常(图1E),并且随着鱼病的发展几乎没有或没有动力。

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图1:在系统感染模型中,斑马鱼幼体对TiLV敏感


TiLV感染导致斑马鱼幼体的组织病理学异常

模拟感染组标本的组织学切片未显示细胞,组织或器官的任何异常或坏死迹象。在这些幼体中,感觉器官和大脑具有规则的神经细胞体成分和密集的神经纤维。食道和胃肠道具有典型的粘膜折叠,在其管腔中观察到消化的食物(图2,左图)。在TiLV感染的幼体中,主要在大脑内观察到病理异常,例如变性和坏死症状。在神经元细胞体之间可以看到变性区域,而神经纤维则松散堆积,在弯曲的轴突之间存在肺泡空间。肠上皮仅在后部区域稍微折叠(图2,右图)。

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图2:TiLV诱导的斑马鱼幼体的组织病理学异常


TiLV感染诱导斑马鱼幼体参与I型IFN应答的基因表达上调

这些结果清楚地证明了斑马鱼幼体在TiLV感染过程中I型IFN免疫反应的激活。我们还研究了编码两种促炎细胞因子(il-1β和ifnγ1-2)的基因的表达谱。在感染了TiLV的幼体中,在48 h感染后时,il-1β表达明显上调,而在24 h感染后时则没有。在两个时间点,TiLV感染和模拟感染的幼体之间ifnγ1-2的表达没有显着差异(图3)。

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图3:TiLV诱导的抗病毒反应基因表达的变化


重组zfIFNϕ1可降低TiLV感染的斑马鱼幼体死亡率,发病率和病毒载量

为了确定重组zfIFNγ1的抗病毒作用,在TiLV感染前6小时,系统性地向斑马鱼幼体(2 dpf)注射重组zfIFNγ1或PBS,并监测幼体的存活7天。与对照PBS预处理的幼体相比,重组zfIFNϕ1处理显着降低了被TiLV感染的幼体的死亡率(图4A)。用zfIFNϕ1免疫后患病幼体的数量也较少,感染症状通常不如PBS预处理的对照组严重(图4B)。另外,我们显示,在感染48h时,与用PBS预处理的幼体相比,此外,我们显示,在用zfIFNγ1预处理的斑马鱼幼体中,在感染48h后的病毒载量要比用γ1预处理的幼体低得多。

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图4:重组zfIFNϕ1降低了TiLV感染的斑马鱼幼体的死亡率,发病率和病毒载量


重组zfIFNϕ1诱导斑马鱼幼体中mxa表达的上调

向斑马鱼幼体(2.5 dpf)系统注射重组zfIFNf1或PBS,并在注射后6 h和24 h分析mxa的表达。我们证明,在两个时间点,与对照组(注射PBS)相比,zfIFNγ1实验组的mxa表达均显着上调(图5A)。此外,在系统注射zfIFNϕ1或PBS的幼体中(TiLV感染前6小时)分析了TiLV感染期间mxa的表达。在两个时间点,与感染24h后的对照组相比,zfIFNγ1刺激组的mxa表达均有明显的上调。对照组在感染24h后和感染48h后mxa的表达没有显着差异,尽管在感染48h后观察到了表达的增加(图5B)。

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图5:重组zfIFNϕ1诱导mxa基因表达的变化


总结:

我们证明了斑马鱼幼体易受体内注射TiLV感染,并且该病毒诱导了I型IFN途径以及促炎性细胞因子IL-1β中编码主要蛋白的基因表达上调。我们还发现重组斑马鱼IFNϕ1对TiLV感染期间斑马鱼幼体存活的保护作用。这些数据表明斑马鱼在TiLV感染过程中I型IFN反应的重要性,并证明斑马鱼是研究TiLV与鱼宿主之间相互作用的良好模式生物。


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