饥饿胁迫对四川华鳊血液生理及免疫功能的影响

四川华鳊(Sinibrama taeniatus)为长江上游珍稀特有小型经济鱼类。其在养殖条件下,已实现14天稳定的繁殖周期,具有重要的研究价值。然而目前有关四川华鳊血液学及免疫系统相关研究仍未开展。饥饿胁迫是鱼类最常面临的环境胁迫因子之一,影响其生长发育、血液生理、抗氧化能力以及免疫功能等多个方面。目前营养代谢与免疫系统之间复杂的生理学机制仍在探索中。因此本研究采用多种技术手段明确四川华鳊免疫系统基本组成,并进一步探究饥饿胁迫对四川华鳊免疫功能的影响。本研究主要研究内容及结果如下:1.四川华鳊外周血液组成类型及造血器官的确定。选取12尾健康活泼的四川华鳊,采用瑞氏-吉姆萨(Wright-Giemsa)染液对其外周血涂片及血细胞发生相关的头肾、体肾、脾脏和肝脏的印片进行染色,观察并统计各类血细胞的形态、大小及数量组成。结果显示,四川华鳊的外周血液血细胞包括红细胞和五种类型白细胞,红细胞是主要类群。各类白细胞占比为:淋巴细胞(65.79±0.10%)>血栓细胞(16.76±0.07%)>嗜中性粒细胞(13.92±0.09%)>单核细胞(3.33±0.01%)。四川华鳊的血细胞发生可分为红细胞系、淋巴细胞系、单核细胞系、粒细胞系;发育历程可分为原始阶段、幼稚阶段和成熟阶段,其中红细胞的幼稚阶段包括早genetic conditions、晚两个时期,而粒细胞的幼稚阶段可划分为早、中、晚三个不同时期。各造血器官中,头肾和体肾是主要的血细胞发育场所,是四川华鳊重要的造血与免疫器官;脾脏也有一定的造血Bafilomycin A1体内实验剂量功能,但肝脏仅具有淋巴细胞的生成功能。2.利用血液学分析、生理生化指标检测等技术手段探究饥饿胁迫对四川华鳊血液生理指标、抗氧化指标和免疫指标的影响。对成年雄性四川华鳊进行为期7、14、28天的饥饿胁迫处理后发现,外周血液中红细胞计数(RBC)呈时间依赖性显著升高趋势(P<0.01),白细胞计数(WBC)在饥饿早期显著上升随后下降。白细胞分类计数(DLC)结果表明饥饿胁迫导致淋巴细胞比例极显著下降(P<0.001),血栓细胞比例显著升高(P<0.01),嗜中性粒细胞比例在饥饿第7天和第28天时上升(P<0.01),单核细胞比例在饥饿前期上升(P<0.01),随饥饿时间延长逐渐下降。过氧化氢酶(CAT)活性始终显著高于对照组(P<0.05),超氧化物歧化酶(SOD)活性在饥饿第14天后显著升高(P<0.05)。先天免疫指标溶菌酶(LZM)和补体C3水平在短期饥饿(7天)后显著上升(P<0.01);。而适应性免疫指标血浆免疫球蛋白M(Ig M)含量则在饥饿后显著下降(P<0.01)。3.通过对三个不同饥饿时期(第7、14、28天)的四川华鳊肾脏组织进行转录组测序,并开展GO生理过程与KEGG通路分析、基因集富集分析(GSEA)以及权重基因共表达网络分析(WGCNA),初步探究饥饿胁迫对四川华鳊免疫功能方面转录水平的变化。结果表明,饥饿胁迫引起四川华鳊转录水平改变,差异表达基因显著富集在补体活化与凝集素通路调控、吞噬体、过氧化物酶体等相关通路。glul、gstk1、gpx4等抗氧化相关基因,c3、il1r1、ccl19、a2m等先天免疫因子相关基因以及nlrc3、nlrp7等先天免疫负调节因子在提高抗氧化能力和诱导先天免疫反应中起关键作用。介导适应性免疫应答、免疫球蛋白合成、原始造血细胞增殖发育相关基因(eomes、ighv3-21、gfi1b、asb2)以及有关组织或器官的特异性免疫反应生理过程基因集在饥饿胁迫下均表达下调,提示饥饿胁迫对四川华鳊的适应性免疫产生抑制作用。综上所述,本研究明确了四川华鳊免疫系统基本组成,利用血液学分析方法分析饥饿胁迫下四川华鳊免疫功能的变化,并从转录组水平进行初步探讨。研究表明适度饥饿胁迫可提高四川华鳊抗氧化能力,诱导先天免疫应答;同时,饥饿胁迫会通过抑制介导适应性免疫应确认细节答过程中关键基因的表达、减少淋巴细胞的增殖以及免疫球蛋白合成分泌等方式来抑制四川华鳊适应性免疫功能。本研究以期为四川华鳊保护生物学研究、科学化人工养殖及健康评估提供基础资料,并为进一步研究免疫代谢机制提供信息和科学理论参考。