血红蛋白介导草鱼肾细胞凋亡的机制

为系统研究草鱼血红蛋白对草鱼肾(CIK)细胞的损伤机制,实验探究了血红蛋白和血红素刺激CIK细胞后的生长情况;还检测了血红蛋白和血红素刺激对CIK细胞内铁代谢相关基因的表达情况。为进一步检测血红蛋白对CIK细胞的毒性作用,实验还检测了血红蛋白刺激CIK细胞后,细胞内铁离子和活性氧(ROS)的变化情况;以及CIK细胞受血红蛋白和血红素刺激后,细胞凋亡相关基因的表达情况。结果显示,血红蛋白和血红素明显抑制了CIK细胞的正常生长。血红蛋白和血红素的刺激不同程度地上调了铁代谢相关基因的表达。通过检测被血红蛋白和血红素刺激后的CIK细胞炎症和抗氧化酶相关基因的表达情况,发现血红蛋白和血红素可以通过NF-κB途径激活下游炎症因子的表达,如促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6,抑炎因子IL-10以及趋化因子IL-4和IL-8等,同时也激活了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶基因的表达水平。血红蛋白的刺激显著增加了细胞内铁离子和ROS的含量,血红蛋白和血红素都在不同程度上显著激活了CIK细胞凋亡相关基因的表达水平。研究表明,高氧化活性的血红蛋白可以激活细胞内铁代谢和炎症因子相关基因的表达,同时增加细胞内铁离子和ROS水平导致CIK细胞凋亡基因的高表达。本研究结果丰富了鱼类血液免疫基础理论,同时也为水产健康养殖提供新的参考。

抗菌素对草鱼肠道免疫和菌群的影响

为探究抗菌素对草鱼免疫和肠道菌群的影响,本实验以草鱼为研究对象,设置基础饲料(对照组)、基础饲料添加恩诺沙星或氟苯尼考3组饲料,投喂草鱼2周后,通过肠道酶活检测、荧光定量PCR (qRT-PCR)和高通量测序技术分析饲料中添加抗菌素对草鱼肠道免疫及肠道菌群多样性影响。分析结果显示,(1)饲料中添加恩诺沙星和氟苯尼考降低了草鱼肠道谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的含量,提高丙二醛(MDA)的含量,导致草鱼肠道氧化应激。(2)氟苯尼考组中的TNF-α、IL-1β、IL-12、NF-κB-P65、MHCⅡ、s IgM等免疫因子和ZO-1、ZO-2、occludin、CLDN-1、JAM3等黏膜相关蛋白的mRNA表达量显著下降,恩诺沙星组的免疫因子TNF-α、IL-1β、IL-12、TLR4、MHCⅡ和黏膜相关基因ZO-2、occludin、CLDN-1、JAM3的mRNA表达量显著下降。(3)通过16S rRNA高通量测序来揭示拌食投喂抗菌素对草鱼肠道微生物群落结构的影响,分析结果显示,饲料中添加恩诺沙星或氟苯尼考对草鱼肠道α多样性无显著差异,但对β多样性出现显著变化,表明2种抗菌素对肠道菌群丰富度没有显著影响,但会改变群落多样性。综上所述,饲料中添加恩诺沙星和氟苯尼考会导致草鱼肠道氧化应激、调控黏膜免疫应答,并影响肠道菌群的结构与多样性。本研究为草鱼病害防控相关研究及草鱼的绿色健康养殖提供了参考。

草鱼血红蛋白通过诱导头肾巨噬细胞表达的炎症因子激活免疫反应

为了探究鱼类体内过量游离血红蛋白对鱼体的影响,本实验以草鱼为研究对象,通过体内注射血红蛋白模拟体内出血,探究血红蛋白对组织和组织中巨噬细胞的免疫调控作用。体内注射血红蛋白的实验结果显示,血红蛋白的刺激导致头肾和中肾组织中出现明显的血红蛋白沉淀,同时提高了鱼体血清中的抗氧化相关酶活性,促进了头肾组织中炎症因子基因TNF-α、IL-1β和IL-10的mRNA表达水平。普鲁士蓝和间接免疫荧光实验结果显示,头肾巨噬细胞对血红蛋白表现出了吞噬活性。荧光定量PCR检测结果显示,血红蛋白的刺激显著激活了头肾巨噬细胞中CD68、CD86、CSF和MHC-Ⅱ的mRNA表达水平。进一步的细胞因子检测结果显示,血红蛋白刺激12 h后,头肾巨噬细胞中的炎症因子基因(TNF-α、IL-1β和IL-4)、趋化因子基因(CCL20和CCL4)、IFN-α和TLR4的mRNA表达水平被显著上调表达。研究表明,草鱼头肾巨噬细胞对血红蛋白具有吞噬能力,同时血红蛋白也激活了巨噬细胞中多种细胞因子的表达。本研究结果首次阐述了草鱼血红蛋白与巨噬细胞的相互作用关系,丰富了鱼类血液基础免疫学理论,同时也为鱼类健康养殖提供了新的参考。

一种抗几何攻击的多重零水印算法

为了提高零水印算法抗几何攻击能力及水印容量,提出一种基于变换矩阵与Hu矩的多重零水印算法。选取载体图像特征点,依次无交叉连接得到多边形。将图像特征点与载体最大内接正多边形特征匹配,得到变换矩阵,并与载体图像Hu矩异或生成特征矩阵。通过选取不同个数的特征点得到不同的变换矩阵,从而实现多重水印的嵌入。在提取水印时,利用整幅原载体图像和受到攻击的载体图像进行边角点特征匹配,得到变换矩阵,校正受攻击图像,以加强算法鲁棒性。实验结果表明,所提算法能够实现多水印嵌入,在受到旋转、缩放和压缩等攻击时,可以100%的提取出原水印。算法具有较好的抗几何攻击性能、精度和水印嵌入容量。

基于8邻域边缘预测的大容量医学脆弱可逆水印算法

针对传统中值边缘预测算法在没有边缘情况下预测准确值不高的问题,提出一种基于8邻域边缘预测的大容量医学脆弱可逆水印算法。考虑预测点邻域8像素在不同方向的影响不同,计算其在对应位置上的权重并进行优化,将8邻域预测值与中值边缘预测值比较,得到更精准的预测值。同时为避免恢复像素点浪费,将整体像素点划分区域后对预测点像素采用多层嵌入的方法大幅提高嵌入容量。最后,通过改进的预测误差直方图移位方法,将水印信息嵌入到载体图像中。实验结果表明,该算法能够实现对医学图像的可逆恢复,满足大容量嵌入的需求,同时对大部分攻击具有较强的脆弱性,保护了水印图像的安全。

鲫鱼肌间刺形成基因SOST的克隆表达研究

硬化蛋白(Sclerostin,SOST)是一种由骨细胞特异性分泌用于负调节骨形成的因子,为探究硬化蛋白SOST在鲫鱼肌间刺形成中的调控作用.本研究对鲫鱼SOST基因进行扩增,克隆至原核表达载体pET-32a(+),构建重组质粒pET-32a(+)-SOST,转化感受态细胞BL21(DE3),利用IPTG诱导蛋白表达,分析诱导时间与诱导浓度对SOST蛋白表达的影响,并比较SOST基因内源信号肽片段切除前后的表达效果.结果显示,鲫鱼SOST基因序列为636bp,蛋白质分子量约为38kDa.随着时间的递增,蛋白表达量逐渐增大,诱导时间为4h左右表达量达到最高;不同IPTG诱导浓度对蛋白的表达效果影响不大,而信号肽的存在会强烈抑制该蛋白的表达.研究结果为进一步分析SOST基因在鲫鱼肌间刺形成过程中的影响提供理论依据.