MiR-100 thúc đẩy phản ứng miễn dịch của tôm

MicroRNAs (miRNAs) là những RNA nhỏ không mã hóa, hoạt động bằng cách ghép cặp với RNA thông tin và tham gia vào việc điều chỉnh hầu hết các con đường sinh học. Trong một nghiên cứu trước đây, virus gây ra bệnh đốm trắng trên giáp xác (WSSV) gây ra sự biểu hiện quá mức miR-100. Và nhận thấy rằng miRNA của tôm đã được biểu hiện khác biệt khi phản ứng vi khuẩn Vibrio alginolyticus.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy miR-100 đã được biểu hiện quá mức sau khi nhiễm Vibrio alginolyticus (V. alginolyticus) trong tôm có trong các hệ sinh thái biển, Vibrio sp. có thể lây nhiễm không chỉ động vật không xương sống như tôm và cua, mà còn động vật có xương sống, bao gồm cá và động vật có vú.

WSSV là một mầm bệnh trên tôm và nhiễm WSSV gây ra có thể dẫn đến tử vong trên 90% trong một tuần. Trong nghiên cứu này, chúng ta tiếp tục khám phá vai trò của miR-100 trong đáp ứng miễn dịch bẩm sinh của tôm đối với nhiễm WSSV hoặc Vibrio.

Các kết quả

Xác định miRNAs tôm đáp ứng với WSSV hay V. alginolyticus

Kết quả của nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng sự biểu hiện của một số miRNA tăng lên đáng kể sau 24 giờ sau khi nhiễm WSSV và giảm xuống 24 giờ sau nhiễm V. alginolyticus (Hình 1A). 

Làm mất chức năng miR-100 ở tôm bằng cách sử dụng gen miRNA oligonucleotide ức chế miR-100. Để điều tra thêm vai trò của miR-100 trong khả năng miễn dịch bẩm sinh của tôm được thực hiện bằng cách làm giảm biểu hiện miR-100 với oligonucleotide miRNA (AMO-miR-100). Kết quả cho thấy biểu hiện miR-100 đã bị ức chế bởi AMO-miR-100, và đã có ảnh hưởng bởi sự ức chế của AMO-miR-100 sau 24 giờ nhưng nhanh chóng phục hồi ở 36 giờ, cho thấy độ đặc hiệu của AMO-miR-100.

Ảnh hưởng của việc loại bỏ miR-100 trên nhiễm WSSV hoặc V. Alginolyticus

MiR-100 đã bị ức chế bởi AMO-miR-100, tiếp theo là thử nghiệm với WSSV, để đánh giá ảnh hưởng của miR-100 đối với nhiễm WSSV. Dữ liệu cho thấy xử lý bằng AMO-miR-100 làm giảm đáng kể tỷ lệ tử vong của cá tôm nhiễm WSSV và kéo dài tuổi thọ của chúng từ 24 giờ đến 72 giờ sau khi nhiễm bệnh khi so sánh với thời gian sống của tôm chỉ bị nhiễm WSSV bình thường. Hiện tượng này cho thấy việc loại bỏ gen miR-100 sẽ ức chế sự lây nhiễm WSSV đến một mức độ nhất định.

Để điều tra tác động của việc loại bỏ miR-100 về tỷ lệ chết của tôm nhiễm P. alginolyticus, nhóm tôm được xử lý bằng AMO-miR-100 đã được thử nghiệm với V. alginolyticus. Kết quả cho thấy điều trị AMO-miR-100 làm tăng đáng kể tỷ lệ tử vong của tôm nhiễm V. alginolyticus khi so sánh với nhóm đối chứng chỉ có V. alginolyticus (P <0,01). Những dữ liệu này cho thấy miR-100 có thể góp phần vào phản ứng miễn dịch chống Vibrio của tôm.

Tỉ lệ chết của tôm cá nhân được thử nghiệm với WSSV (A) hoặc V. alginolyticus (B) sau khi điều trị bằng AMO-miR100.  

Ảnh hưởng của việc loại bỏ miR-100 đối với hoạt động phenol oxidase (PO)

Sau nhiễm WSSV, hoạt tính PO đã tăng rõ rệt và cao hơn 10% so với kiểm soát PBS. Đáng chú ý là không có sự khác biệt đáng kể về hoạt động của PO giữa nhóm WSSV và WSSV + AMO-miR-100 trong 24 giờ đầu. Tuy nhiên, hoạt tính PO của nhóm WSSV + AMO-miR-100 thấp hơn đáng kể so với nhóm WSSV 36 và 48 giờ sau xử lý (P <0,01). Kết quả này cho thấy việc loại bỏ miR-100 làm suy yếu hoạt động PO sau nhiễm WSSV, cho thấy rằng miR-100 có thể điều chỉnh hệ thống proPO của tôm để đáp ứng với nhiễm WSSV.

Ảnh hưởng của sự ức chế miR-100 đối với hình thái tế bào và phagocytosis

Để quan sát hình thái tế bào của hemocytes, chúng đã được nhuộm màu và phân tích dưới kính hiển vi, và sau đó tế bào được phát hiện bằng cytometry dòng chảy. Các kết quả cho thấy sự gia tăng tế bào của các hemocytes được xử lý AMO-miR-100 không tốt như của đối chứng, và hình thái tế bào là bất thường, đặc biệt là liên quan đến khung nội bào. Do đó, miR100 ảnh hưởng đến sự ổn định của bộ khung tế bào ở một mức độ nhất định. Ngoài ra, tỉ lệ chết tế bào (16,1%) trong WSSV + AMO-miR100 cao hơn so với nhóm WSSV (12,6%). Sau khi xử lý bằng AMO-miR-100, tỷ lệ tế bào trong nhiễm V. alginolyticus + AMO-miR-100 (18.1%) cao hơn đáng kể so với nhóm V. alginolyticus (9.5%). Những dữ liệu này cho thấy việc loại bỏ miR-100 sẽ dẫn đến V. alginolyticus gây hại nhiều hơn.

Kết luận

Những phát hiện này chỉ ra rằng miR-100 đóng một vai trò thiết yếu trong hệ thống miễn dịch bẩm sinh của tôm. MiR-100 thúc đẩy phản ứng miễn dịch chống Vibrio của tôm thông qua điều chỉnh THC, apoptosis, phagocytosis và hoạt động PO. Hơn nữa, nó có ảnh hưởng đến tỷ lệ nhiễm WSSV ở một mức độ nhất định thông qua việc kiểm soát hoạt động của SOD, thực bào của hemocyte và hoạt động của PO.