氫氣(Hydrogen,H2)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型治療性氣體,具有抗氧化、抗炎癥、抗凋亡及信號通路調節(jié)等多重生物學效應,并且在多種動物疾病模型中得到驗證。嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)屬于弧菌科(Vibrionaceae)氣單胞菌屬(Aeromonas),是水生環(huán)境中一類常見致病性病原菌,可以引發(fā)魚類敗血癥而導致魚類爆發(fā)性死亡。氫氣是否對嗜水氣單胞菌感染魚類具有保護作用,其保護機理如何,尚未見報道。本研究以斑馬魚為模式實驗動物,建立嗜水氣單孢菌感染斑馬魚模型,研究氫氣對嗜水氣單胞菌感染斑馬魚后的保護效果,并初步探索其保護機理,為氫氣用于嗜水氣單胞菌感染的防治提供理論和試驗依據(jù)。主要研究結果如下:1.用富氫水(hydrogen-rich water,HW)處理受嗜水氣單孢菌感染的斑馬魚,統(tǒng)計分析細菌感染后斑馬魚的存活率。

結果顯示1%和4%濃度HW均能起提高到斑馬魚存活率的作用,其中1%HW效果最佳,能將斑馬魚存活率由51.7%提升至72.5%。2.通過細菌學檢測HW作用后斑馬魚體內嗜水氣單孢菌的生長情況,結果顯示HW處理組菌落總數(shù)隨時間增長速度在各時間段(6h、12h、24h和48h)低于未處理組。3.進一步探究HW在抗嗜水氣單孢菌感染斑馬魚中的作用機制,通過熒光定量PCR檢測HW處理后斑馬魚脾臟、腎臟和肝臟中免疫調節(jié)因子表達量的變化,結果顯示在感染后6h、12h及24h,HW能夠顯著降低三種組織中促炎細胞因子NF-κB、IL-1β及IL-6的表達,并顯著上調三種組織中抗炎細胞因子IL-10的表達。4.通過熒光定量PCR檢測HW處理后斑馬魚脾臟、腎臟和肝臟中抗氧化相關因子的表達變化,結果顯示在感染后6h、12h及24h,HW能夠顯著提高三種組織中抗氧化因子SOD1、CAT及POD的表達。本研究發(fā)現(xiàn)在嗜水氣單孢菌感染斑馬魚時,HW能夠降低嗜水氣單孢菌的增殖,降低斑馬魚組織促炎細胞因子表達,提高其抗炎細胞因子表達,還能夠提高組織抗氧化酶基因的表達,揭示HW可能是通過降低病原菌增殖、調節(jié)炎癥相關因子的表達,提高抗氧化相關因子的表達,來緩解魚體炎癥反應、抵御嗜水氣單孢菌感染,從而為進一步探究氫氣的治療作用提供了堅實基礎。