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频繁排尿可能危害养殖虾的健康

GaëtanM.A. De Gryse,DVM 丁文光博士 本尼迪克特·尚,博士 威姆·范登·布鲁克,DVM博士 克里斯蒂安·范霍夫博士   彼得·科尼利,DVM博士 帕特里克·索尔格洛斯博士 彼得·博西尔博士 Hans J.Nauwynck,DVM博士

研究充分描述了虾的排泄器官,将其重命名为肾复合体,并将其确定为病原体的主要门户

尿频
这项研究的结果表明,肾复合体(以前称为触角腺)比以前假定的复杂得多。它的解剖结构,形态和细胞结构最适合排泄器官成为病原体进入门户。结果还表明与蜕皮过程有关。总体而言,这些发现将有助于加速虾的生长并保护其免受病原体侵害。费尔南多·韦尔塔摄。

白斑综合症病毒(WSSV)被认为是甲壳类水产养殖业生产损失的主要原因,据估计其影响每年为百分之十或几亿美元。该病毒引起了领先科学家的特别关注,因为它阻碍了未来的全球粮食供应,因为水产养殖是满足日益增长的全球人口日益增长的需求的最重要的粮食来源之一。病毒并不是对全球虾类养殖业造成严重损害的唯一病原体,因为诸如弧菌病等细菌感染每年导致约20%的生产损失。

研究人员为WSSV的传播提出了各种途径,但是对于确切的进入门户仍然存在很多争论。考虑WSSV(以及其他病原体 弧菌)可以进入虾体,并且虾的结构与外界相连,但没有被表皮衬里[坚硬,有弹性的生物体或对其提供保护的生物体的外部覆盖物],我们研究了触角的潜力腺体是病原体进入的门户。

据报道触角腺是最早被感染的器官之一,先前的研究表明甲壳动物触角腺中存在一些病原体。然而,迄今为止,没有证据表明触角腺可以是病原体的进入门户,并且可以充当主要的复制位点。

本文–摘自 原始出版物 (De Gryse,GMA等人,2020年。虾肾复合体是病原体进入的主要门户,并参与蜕皮过程)–关于触角腺作为可能的进入途径和主要复制位点的作用的研究报告WSSV和 弧菌 species.

有关研究设置的详细信息,请参阅原始出版物。

结果与讨论

在这项研究中,我们充分探索了触角腺的解剖结构。我们的研究结果表明,该器官在整个头胸部(虾的头和胸部融合)中分布广泛,并且结构比以前设想的要复杂得多。我们的研究表明,触角腺是病原体进入的理想门户,并且其在虾头胸部的广泛分布导致与所有WSSV敏感器官的紧密接触:神经系统,消化道,淋巴器官,the,肝胰腺和各种肌肉。仅心脏不与触角腺紧密接触。

没有角质层衬里的触角腺结构使病原体可能迅速进入虾血淋巴(类似于脊椎动物血液中的虾液)。除其他原因外,由于该器官在头胸部的分布广泛,并且触角腺作为排泄器官起作用,因此我们为该器官提出了一个新名称:肾复合体。前缀“ nephron”来自希腊语“ nephros”,表示肾脏,后缀“ complex”是因为该排泄器官中存在大量不同的亚基。此外,似乎肾复合体的某些部分的填充与蜕皮过程有关,并且可能在过程中起关键的机械作用。

我们通过对虾进行WSSV和 坎贝尔弧菌,导致发病率和死亡率。与肌肉内接种相比,通过膀胱内接种感染虾所需要的传染性WSSV仅需56倍,而28.8×106 通过口服接种来感染虾所需要的病毒数量要增加两倍。为了 弧菌,获得了相似的结果(62和>109 倍)。

这些数据表明,膀胱内感染几乎与肌肉内接种一样有效,而肌肉内接种绕过了所有自然防御屏障。在我们的发病机理实验中,我们清楚地证明,当通过肾小孔(虾腹面的肾复合体的开口)感染时,WSSV首先在膀胱中复制,然后扩散到全身。这证明了病毒从肾复合体组织传播到血细胞中的可能性和效率[大多数节肢动物和软体动物之间的腔或一系列空间,血液或血淋巴在其中循环],病毒可以感染所有其他易感器官。 。

盐度下降已被证明可以促进WSSV感染。我们发现,在这种情况下,虾尿在血淋巴前的WSSV检测呈阳性。接种后(hpi)超过24小时后,WSSV拷贝数量的增加进一步支持了肾复合体作为主要复制位点的作用。但是,要提供有力的证据证明肾复合体是天然的进入途径,则需要病原体进入的证据。

我们通过实验性离体设置测试了这种肾孔屏障的完整性,其中虾内部的压力(模拟排尿)允许瓣膜打开,而虾外部的压力并未导致瓣膜密封受损。在正常情况下,该表皮瓣打开的唯一时间是在排尿期间。肾孔开放的频率更高的特定条件可能为病原体提供了入侵病原体的机会之窗。

盐度的突然下降就是这种情况,导致尿频(因此经常打开肾小孔)。由于肾复合体在调节血细胞吸收量中的作用,盐度的突然降低促使虾产生并以更高的频率排出尿液。我们的研究结果和其他发现共同为肾复合体是病原体进入的主要门户提供了有力证据。

观点

我们的研究结果表明,肾复合体(以前称为触角腺)比以前假设的复杂得多。它的解剖结构,形态和细胞结构最适合排泄器官成为病原体进入门户。此外,使用磁共振显微镜(μMRI)可以找到与蜕皮过程相关的信息,磁共振成像技术是一种微米级的显微成像技术。

另外,检查了肾小孔瓣膜的密封功能,发现其是有效的病原体屏障。然而,事实证明,在排尿过程结束时,该功能暂时受到损害。因此,在经常排尿的情况下(例如,在季风大雨,侵略,建立社会主导地位,进食和可能蜕皮后突然盐度下降),加上周围水中的病毒载量很高,肾复合体必须被认为是病原体进入的主要门户。

我们研究的结果将引起虾病原体研究的重大转变,特别是在WSSV领域,到目前为止,所有当前发现仅基于肌肉内和经口接种。 WSSV的发病机理和免疫研究必须使用膀胱内接种或通过盐度下降浸泡来进行。同样,将肾复合体鉴定为进入门户将集中寻找对该器官的控制措施。它还将允许针对病原体抗性的直接育种计划。

最后,它证实了对虾养殖者的实证观察,暴雨时期与露天池塘中WSSV感染的主要爆发有关。


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