唐黎 龔蘆璽 姜海波 林艷紅
摘要:采用雜交鱘的離體外周血和中草藥的水提液進行共同孵育的方法,快速篩選雜交鱘中草藥免疫增強劑。實驗選用質(zhì)量為365 g,體長18 cm的雜交鱘魚1尾,抽取雜交鱘魚的血樣,提取其白細(xì)胞,用苦參、茵陳、杜仲、淫羊藿、茯苓、紫草、甘草、生地等八種中草藥濃度為0.5 g/mL的水提液與雜交鱘的外周血白細(xì)胞共同孵育后,分別采用抗超氧陰離子試劑盒、金黃色葡萄球菌法來測定雜交鱘的氧呼吸爆發(fā)活性以及中草藥對雜交鱘白細(xì)胞的吞噬活性(吞噬活性以吞噬百分比(phagocytic percent-age,PP)和吞噬指數(shù)(phagocytic index,PI)表示)的影響。結(jié)果表明:各處理組外周血白細(xì)胞氧呼吸爆發(fā)活性均存在顯著差異(P<005),其中苦參、茵陳、杜仲、淫羊藿、茯苓、紫草和甘草組顯著高于對照組(P<0.05),生地顯著低于對照組(P<0.05)??鄥?、茯苓、生地組外周血白細(xì)胞吞噬百分比顯著高于對照組(P<0.05)??鄥?、生地組外周血白細(xì)胞吞噬指數(shù)顯著高于對照組(P<0.05),紫草和甘草組外周血白細(xì)胞吞噬指數(shù)顯著低于對照組(P<0.05)。結(jié)論:結(jié)合上述評價指標(biāo),苦參、茯苓更加適合作為雜交鱘候選免疫增強劑。
關(guān)鍵詞:中草藥;雜交鱘;免疫力
雜交鱘已成為我國新興的淡水養(yǎng)殖優(yōu)良品種,它具有養(yǎng)殖經(jīng)濟效益好、飼料轉(zhuǎn)化率高、生長快等特點,由于集約化程度越來越高,養(yǎng)殖密度不斷增加也給鱘魚的養(yǎng)殖帶來病害方面的問題。溶菌酶是魚類抵擋病原菌感染的重要酶類[1],因此,許多學(xué)者對魚類溶菌酶的特性和血液白細(xì)胞的吞噬活性都進行了研究[2-3]。中草藥具有毒副作用小、價格低廉、資源豐富等優(yōu)點,并且它能夠明顯促進機體的非特異性及特異性免疫反應(yīng),提高機體的抵抗力和抗病力,是廣泛應(yīng)用在動物體的免疫增強劑[4]。使用中草藥作為免疫增強劑不僅可以解決抗生素、化學(xué)藥物等引發(fā)的養(yǎng)殖魚類藥殘超標(biāo)和抗 (耐) 藥性等問題,而且還符合漁業(yè)發(fā)展中無公害水產(chǎn)品生產(chǎn)上綠色化的需求[5],現(xiàn)已研究發(fā)現(xiàn)多種中草藥有效成分可以增強動物機體的免疫功能,主要是通過調(diào)動非特異性來抵抗病原生物實現(xiàn)的[6]。采用免疫增強劑增強魚體的抵抗力和免疫力,降低魚病的發(fā)生率,在當(dāng)下正逐漸成為保證養(yǎng)殖效益和控制魚病的關(guān)鍵措施。通過將免疫增強劑添加在魚類的飼料中現(xiàn)已成為了國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點[7-12]。
關(guān)于鱘魚養(yǎng)殖的研究多局限于對鱘生長指標(biāo)及存活率等方面的評價, 但是對鱘魚生理指標(biāo)變化的探討較少。本實驗以雜交鱘為研究對象,采用雜交鱘外周血與中草藥的水提液共同孵育的方法,探討了中草藥對雜交鱘氧呼吸爆發(fā)活性和吞噬活性的影響,旨在篩選出能提高雜交鱘免疫力和抗病能力的免疫增強劑。
1實驗材料與方法
1.1實驗用中草藥和實驗用魚
實驗所用8種中草藥購于貴州省貴陽花溪區(qū)中草藥藥店,中草藥的中文名及拉丁文名如表1所示。實驗用雜交鱘魚購于貴州省貴陽市花溪區(qū)貴州大學(xué)南校區(qū)附近農(nóng)貿(mào)市場,質(zhì)量365 g,體長18 cm,無病無傷,暫養(yǎng)于水產(chǎn)養(yǎng)殖實驗室。
1.2主要試劑及配制方法
1.2.1Giemsa染色液5 g吉姆薩粉加入22 mL丙三醇,研磨至無顆粒狀態(tài),56 ℃下保溫2 h之后,加入33 mL甲酸,得到吉姆薩母液,棕色試劑瓶中備用。用時將吉姆薩與PBS液按照1∶9比例混勻(現(xiàn)配現(xiàn)用)。
表1中草藥中文名及拉丁文名
中草藥學(xué)名苦參Sophora flavescens Ait茵陳Artemisiae Scopariae Herba杜仲Eucommia ulmoides Olive淫羊藿E.brevicornum Maxim茯苓Poria cocos( Schw.) Wolf紫草Arnebia euchroma(Royle) Johnst甘草Radix ghycyrrhizae生地Rehmannia glutinosa Libosch1.2.20.2%臺盼藍0.2 g臺盼藍溶于100 mL超純水中,磁力攪拌過夜,用特曼紙過濾之后4 ℃保存,使用前加4倍生理鹽水稀釋。
1.2.390%細(xì)胞分離儲存液90 mL細(xì)胞分離液加入10 mL 1.5 M NaCl。
1.2.4肝素用PBS稀釋成3 000 U/mL,045 μm無菌過濾膜過濾,在4 ℃下保存。
1.2.5PBS分別按順序稀釋Na2HPO4 1.07 g,KH2PO4 0.39 g,NaCl 8.5 g,用HCl調(diào)節(jié)pH至7.2~7.4,用1 000 mL容量瓶進行定容,高壓滅菌,在4 ℃下保存。
1.3實驗方法
1.3.1中草藥水提液樣品制備的處理將8種中草藥用天平稱取各10 g,置于烘箱中50 ℃烘烤 24 h,用中草藥粉碎機粉碎,接著過目篩,裝入自封袋中(保證藥物不能漏出自封袋),置于室溫干燥保存。將制得的中藥分別加入500 mL燒杯中,加入300 mL蒸餾水,浸泡30 min,開大火煎煮30 min之后,另外加入200 mL蒸餾水,小火煎煮60 min,倒出藥液,加入100 mL蒸餾水對藥渣繼續(xù)煎煮30 min,倒出藥液混合第一次倒出的藥液。濃縮至20 mL,保證原藥為0.5 g/mL。將濃縮之后的藥液進行離心處理,轉(zhuǎn)速為8 500 r/min,離心30 min,取上層清液,過0.45 μm無菌過濾膜,制成0.5 g/mL的中草藥提取液樣品。
1.3.2雜交鱘血液樣品的的制備取雜交鱘魚1條,用丁香酚(1 L水體中加入0.05 mL的丁香酚)進行麻醉處理, 用含有0.3 mL肝素(濃度:1 500 U肝素溶于1 mL PBS中)的10 mL—次性注射器取血。將所有血液混合,加入等體積的細(xì)胞培養(yǎng)基(L-15)。另取10 mL離心管,加入1.5 mL密度梯度分離液,沿管壁緩慢加入3 mL稀釋后的血液,室溫800 g離心20 min;取中間白細(xì)胞層于新離心管,加1 mL L-15IV輕輕混合均勻;取20 μL細(xì)胞,加入等體積的0.2%臺盼藍(W/V,使用前與4.25%NaCl按4∶1混合),顯微鏡下數(shù)數(shù)得到細(xì)胞懸液初始濃度;用 L-15IV將其稀釋成2×107 cell/mL作氧負(fù)離子檢測、5×106 cell/mL作吞噬活性檢測。
1.3.3金黃色葡萄球菌懸液的制備金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的凍干粉購于北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)有限公司,其培養(yǎng)基的各組分如表2所示。
表2金黃色葡萄球菌的培養(yǎng)基成分
培養(yǎng)基成分名稱 含量 牛肉膏3~5 g 蛋白胨10 g NaCl5 g 瓊脂20%~25%培養(yǎng)基按照上述成分制備,高壓滅菌之后,倒平板,冷卻至室溫。
(1) 操作準(zhǔn)備:凍干管的頂部為熔封處,管身貼有標(biāo)簽,底部為凍干菌粉。打管前應(yīng)于4 ℃保存,使用時去除標(biāo)簽,用75%酒精擦拭管壁,移入安全柜操作。
(2) 打管:用75%酒精擦拭,將凍干管頂部置于火焰灼燒。后迅速滴加無菌水使得管壁破損,用鑷子輕輕敲去碎玻璃即可。
(3) 將0.3 mL左右無菌水或培養(yǎng)基注入凍干管中,吹打,充分溶解成菌懸液。吸取菌懸液,打入1~2個試管或平板,或50 mL液體培養(yǎng)基中,在菌種說明書中規(guī)定條件下培養(yǎng)。
(4) 培養(yǎng)成功后根據(jù)需要直接使用或接種10%接種量液體培養(yǎng)。
(5) LB培養(yǎng)基配制:950 mL去離子H2O加蛋白胨10 kg、酵母提取物5 g、NaCL 10 g定容至1 000 mL,再加瓊脂15 g/L,最后高溫高壓滅菌。
(6) 將金黃色葡萄球菌接種于淡水魚類瓊脂培養(yǎng)基(FWA)斜面上,28 ℃下培養(yǎng)24~48 h。
(7) 用無菌生理鹽水(0.65%,W/W)洗下菌落,并稀釋成一定濃度。
(8) 加入終濃度為1%的福爾馬林,28 ℃滅活24 h,用無菌生理鹽水清洗3次,調(diào)整細(xì)菌濃度到1×108個/mL,保存于4 ℃冰箱中備用。
1.3.4氧呼吸爆發(fā)活性檢測氧呼吸爆發(fā)活性使用試劑盒進行測定,操作過程見表3。
計算公式為:
抗超氧陰離子活力單位(U/L)=對照OD值-測定OD值對照OD值-標(biāo)準(zhǔn)OD值×標(biāo)準(zhǔn)品濃度(0.15 mg/mL)×1 000 mL×樣品測試前稀釋倍數(shù)
數(shù)據(jù)的處理和分析,采用Excel和OriginPro5.0軟件對獲得的實驗數(shù)據(jù)進行處理及分析。
1.3.4白細(xì)胞吞噬活性的檢測
根據(jù)孫曉飛等[17]等的實驗方法進行本次實驗操作,操作步驟如下:
從鱘魚鰓動脈采血1 mL,置于含0.5 mL肝素溶液(2%,W/V)的試管中混勻,加入約0.5 mL的金黃色葡萄球菌懸液,充分混勻后于25 ℃下水浴60 min。水浴期間每隔10 min搖勻1次。取上述混合液涂片,每個血樣涂2片。晾干后滴加甲醇固定5~7 min,蒸餾水沖洗,Giemsa染色1~1.5 h,自來水沖洗后再用蒸餾水沖洗,晾干。試驗重復(fù)2次。吞噬活性以吞噬百分比(PP)和吞噬指數(shù)(PI)表示,分別計算吞噬百分比和吞噬指數(shù),計算公式如下:
吞噬百分比(PP)=100個吞噬細(xì)胞中參與吞噬的細(xì)胞數(shù)/100×100%
吞噬指數(shù)(PI)=吞噬細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌總數(shù)/參與吞噬的吞噬細(xì)胞數(shù)
2結(jié)果
2.1中草藥對雜交鱘魚氧呼吸爆發(fā)活性的影響
通過采用雜交鱘的離體外周血和中草藥的水提液進行共同孵育后,運用抗超氧陰離子試劑盒測定其抗超氧陰離子,根據(jù)分光度的值可判斷中草藥對雜交鱘外周血白細(xì)胞氧呼吸爆發(fā)活性的影響。根據(jù)“檢測抗超氧陰離子自由基或產(chǎn)生超氧陰離子自由基試劑盒”的檢測原理吸光度大的產(chǎn)生抗超氧陰離子,抗超氧陰離子單位的值就越小。由圖1可知,本次實驗所采用的苦參、茵陳、杜仲、淫羊藿、茯苓、紫草、甘草。生地等八種中草藥中,只有生地的抗超氧陰離子單位的OD值比未添加中草藥的對照組低;其余七種中草藥均比未添加中草藥的對照組高。數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示。
2.2中草藥對雜交鱘魚吞噬活性的影響
通過采用白細(xì)胞對金黃色葡萄球菌具有吞噬能力的原理,進行涂片、Giemsa染色等手段測定中草藥與雜交鱘外周血共同孵育后,外周血白細(xì)胞的吞噬活性。吞噬活性以吞噬百分比和吞噬指數(shù)共同決定,由圖2可知,所采用的8種中草藥與雜交鱘外周血共同孵育后所測的吞噬百分比只有茵陳、杜仲高于未添加中草藥的對照組,其他均低于對照組;而吞噬指數(shù)中,只有添加苦參、杜仲、茯苓、生地四種中草藥的組別高于未添加中草藥的對照組,其余四種中草藥添加的組別均低于未添加中草藥的對照組。吞噬百分比和吞噬指數(shù)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果分別如圖2、圖3所示。
3分析與討論
關(guān)于用中草藥代替激素,合成藥物作為動物的免疫增強劑,促進動物的生長和抗病的作用,國內(nèi)外已有學(xué)者進行了研究,并得到了可實施性的研究結(jié)果。張耀武[3]在復(fù)方中草藥制劑濃度分別為0.5%、1.0%、2.0%礎(chǔ)飼料的中,持續(xù)投喂了60 d過后,根據(jù)測定實驗的黃顙魚的血清溶酶活性、生長性能、血細(xì)胞的吞噬活性等指標(biāo),比較中草藥制劑對黃顙魚非特異性免疫功能的影響。結(jié)果表明,濃度為0.5%的復(fù)方中草藥制劑對黃顙魚的生長影響顯著;濃度為1.0%、2.0%的復(fù)方中草藥制劑對黃顙魚的溶酶菌活力和吞噬活性影響極顯著,對于血清溶酶活性、生長性能、血細(xì)胞的吞噬活性實驗組能顯著提高。張照紅[11]用三個不同劑量的黃芪等七味復(fù)方中草藥奧尼羅非魚進行投喂,結(jié)果表明,投喂到45 d,60 d時,1.0%、1.5%的復(fù)方中草藥添加組可以顯著地提高奧尼羅非魚的絕對增重量;1.0%、1.5%的添加組隊奧尼羅非魚的脾臟指數(shù)程度最大;投喂到30 d時,1.0%、1.5%的添加組對血液中白細(xì)胞的吞噬百分率(PP)得到了顯著或者極顯著的提高;到45 d時,血液中白細(xì)胞吞噬指數(shù)(PI)得到了顯著提高;李華[8]等將牛膝、板藍根、甘草、陳皮、肉桂、麥芽、神曲 7 味中草藥按一定的比例混勻,以2%、4%、6%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加到基礎(chǔ)飼料中連續(xù)投喂大菱鲆,結(jié)果表明,4%的濃度組對大菱鲆的血清溶酶菌活力和抗菌活力有顯著升高( P<0.05),4%的濃度組對魚血清補體C3含量有顯著升高( P<0.05)。攻毒試驗表明,4%濃度組的存活率最大,對提高大菱鲆的非特異性免疫力和抗病力效果最為顯著的是4%濃度組。盛竹梅[1]等用麻黃、苦參、黃芩、五倍子、紫蘇、石榴皮6余味中草藥制成復(fù)方制劑,按照0.5%、20%、4.0%的比例對鯽魚進行注射式給藥,結(jié)果表明,濃度越大血清殺菌活性越高,4.0%濃度組的NBT陽性細(xì)胞數(shù)差異顯著,鯽魚的非特異性免疫功能能被該復(fù)方中草藥制劑有效地提高。孫曉飛,郭偉良,謝珍玉等[17]用39中草藥對石斑魚采用離體外周血白細(xì)胞與中草藥提液共同孵育法,對棕點石斑魚進行免疫增增強劑的快速篩選。結(jié)果表明,39種中草藥中有10種對棕點石斑魚白細(xì)胞氧呼吸爆發(fā)性顯著提高15%,有3種草藥可以同時提高棕點石斑魚的氧呼吸爆發(fā)活性和吞噬活性,分別為墨旱蓮、雞血藤、黃柏。