青藤碱通过保护黏膜免疫来预防鱼类肠炎和抵御细菌感染的机制

　　

鉴于当前绿色水产养殖的需求，在渔药的开发中全面替代抗生素已是大势所趋。中国科学院水生生物研究所鱼类功能基因组学学科组研究人员，基于前期在模式动物斑马鱼中的研究，对来自中药青风藤的效应成分青藤碱在我国常见养殖鱼类草鱼中进行了抗肠炎及抗细菌病的研究。作为可结合草鱼胆碱受体（图1）的激动剂，饲料添加青藤碱可激活肠黏膜组织中的胆碱能抗炎通路，来对黏膜炎症进行免疫调节。

图1 青藤碱与草鱼ɑ7nAchR蛋白的分子对接示意图

为研究青藤碱对养殖鱼类黏膜免疫的保护作用，研究人员在草鱼幼鱼每日的豆粕饲料中添加青藤碱。通过5周的饲养试验来进行豆粕诱导肠炎建模，然后分析肠肝的组织病理学、肠炎相关基因表达，并进行转录组和16s rRNA基因测序系统解析在分子水平和菌群水平的机理。结果表明，在日粮中加入浓度为2g/kg的盐酸青藤碱可以防止40%豆粕添加引起的肠黏膜的炎性病理变化，如杯状细胞数量减少和糖原增加（图2）。

图2 青藤碱饲料添加后的抗肠炎效果的组织病理切片图

随后，在嗜水气单胞菌浸泡攻毒7天后，青藤碱组比豆粕组表现出显著更高的存活率（图3），鳃组织中的炎症CD4信号较少（图4）。但也发现肝内低氧信号出现和鳃丝间距变小意味着的呼吸效率低可能是青藤碱的副作用。

图3 饲养实验结束后的攻毒实验发现青藤碱组在嗜水气单胞菌浸泡后存活率提高

图4青藤碱组缓解在嗜水气单胞菌浸泡后鳃组织中的CD4⁺的T辅助细胞的聚集

研究表明，青藤碱对肠和鳃的黏膜免疫具有保护作用，能够预防食源性肠炎，并改善随后的细菌攻毒引起的死亡。因此，青藤碱可以在水产养殖中可作为中药替抗的候选，至少是通过水产饲料添加剂这一类的途径发挥抗炎和抗菌作用。

本研究是在中国科学院先导专项子课题“鲤饲料高效转化的分子机制”（XDA24010206）和中国科学院江西产业技术创新与育成中心科技支撑产业发展计划项目“水产替抗功能植物筛选与渔用技术研发”（ZKYJXZXCY-202210）的共同资助下完成。主要工作是硕士研究生刘宇航、博士研究生曹丹莹等人共同完成，夏晓勤研究员和吴南副研究员为本文的共同通讯作者。相关研究成果以“Sinomenine improves resistance to foodborne enteritis and Anti-bacteria mucosal immunity in grass carp”为题发表在水产领域一区杂志Aquaculture上，文章链接为https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0044848623011389。