[发明专利]斑马鱼感染爱德华氏菌的体液小分子代谢标记物及其应用

说明书

本发明公开了斑马鱼感染迟钝爱德华氏菌的体液小分子代谢标记物，为精氨酸，脯氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，Cadaverine中的至少一种，优选脯氨酸和缬氨酸。本发明还公开了斑马鱼感染迟钝爱德华氏菌的体液小分子代谢标记物在提高斑马鱼应答迟钝爱德华氏菌感染的免疫力中的应用，在调控斑马鱼精氨酸‑脯氨酸代谢通路、缬氨酸‑亮氨酸‑异亮氨酸生物合成代谢通路中的应用。本发明通过实验发现，脯氨酸、缬氨酸在斑马鱼响应迟钝爱德华氏菌感染时起着重要的作用，在斑马鱼先天免疫反应中起着极其重要的功能，可以用于代谢组功能的研究。本发明对斑马鱼响应迟钝爱德华氏菌感染免疫应答相关的代谢组学的研究具有重要的参考价值。

技术领域

本发明涉及斑马鱼感染迟钝爱德华氏菌的体液小分子代谢标记物及其应用，，属于代谢组学技术领域。

背景技术

代谢组学(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物，代谢组学则是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科，它是以组群指标分析为基础，以高通量检测和数据处理为手段，以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。代谢组学是研究代谢组在某一时刻细胞内所有代谢物的集合的一门学科。基因与蛋白质的表达紧密相连，而代谢物则更多地反映了细胞所处的环境，这又与细胞的营养状态，药物和环境污染物的作用，以及其它外界因素的影响密切相关。因此有人认为，“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能会发生，而代谢组学则告诉你什么确实发生了”。

斑马鱼是一种常见的热带鱼。斑马鱼体型纤细，成体长3～4cm，对水质要求不高。孵出后约4个月达到性成熟，成熟鱼每隔几天可产卵一次。卵子体外受精，体外发育，胚胎发育同步且速度快，胚体透明。发育温度要求在25～31℃之间。斑马鱼由于个体小，养殖花费少，能大规模繁育，且具许多优点，吸引了众多研究者的注意。经过30多年的研究应用和系统发展，已有约20个斑马鱼品系，斑马鱼基因数据库里有相关的资料可供查询和下载，方便了研究。斑马鱼的细胞标记技术、组织移植技术、突变技术、单倍体育种技术、转基因技术、基因活性抑制技术等已经成熟，且有数以千计的斑马鱼胚胎突变体，是研究胚胎发育分子机制的优良资源，有的还可做为人类疾病模型。斑马鱼已经成为最受重视的脊椎动物发育生物学模式之一，在其它学科上的利用也显示很大的潜力。由于斑马鱼基因与人类基因的相似度达到87％，这意味着在其身上做药物实验所得到的结果在多数情况下也适用于人体，因此它受到生物学家的重视。因为斑马鱼的胚胎是透明的，所以生物学家很容易观察到药物对其体内器官的影响。此外，雌性斑马鱼可产卵200枚，胚胎在24小时内就可发育成形，这使得生物学家可以在同一代鱼身上进行不同的实验，进而研究病理演化过程并找到病因。

迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda，Et)又称迟缓爱德华氏菌或缓慢爱德华氏菌，属于肠杆菌科的爱德华菌属(Edwardsiella)，是爱德华氏菌属细菌家族中较早发现的成员之一，该菌是爱德华氏菌属的模式种，其模式为ATCC15947(DSM 30052)，DNA中G+Cmol％为55～58(Tm、Bd)。迟钝爱德华氏菌是一种典型的胞内寄生细菌，是目前水产养殖中危害极大的病原菌，它可引起鱼类产生爱德华菌病，使鱼类腹部积水肿胀、体表出血、肠内出现黏液，造成鱼类的大量死亡，严重危害了鱼类的养殖，带来了巨大的经济损失。迟钝爱德华氏菌的感染范围包括鳗鲡，斜带石斑鱼、鲇鱼、鲻鱼、真鲷、牙鲆、大马哈鱼、大菱鲆、鲶鱼、罗非鱼和豹蟾鱼等。使用抗生素可以有效抑制爱德华菌的感染，但抗生素的广泛使用可能会使其产生抗药性，规范与限制使用抗生素可降低毒性反应(Gootz et al.2010)。

目前，调节斑马鱼响应迟钝爱德华氏菌感染免疫应答相关的代谢组在很大程度上尚不清楚。

发明内容