Published November 8, 2023
| Version v1
Publication
Open
Cellular and transcriptomic response to pathogenic and non-pathogenic<i>Vibrio parahaemolyticus</i>strains causing acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND) in<i>Litopenaeus vannamei</i>
Creators
- 1. Universidad Nacional del Santa
- 2. Instituto Tecnológico de Chascomús
- 3. National University of General San Martín
- 4. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
ABSTRACT The shrimp industry has historically been affected by viral and bacterial diseases. One of the most recent emerging diseases is the Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease (AHPND), which causes severe mortality. Despite its significance to both sanitation and economics, little is known about the molecular response of shrimp to this disease. Here, we present the cellular and transcriptomic responses of Litopenaeus vannamei exposed to two Vibrio parahaemolyticus strains for 98h, wherein one is non-pathogenic (VpN) and the other causes AHPND (VpP). Exposure to VpN strain resulted in minor alterations in hepatopancreas morphology, including reductions in the size of R and B cells as well as detachments of small epithelial cells from 72 h onwards. On the other hand, exposure to VpP strain is characterized by acute detachment of epithelial cell from the hepatopancreatic tubules and infiltration of hemocytes in the inter-tubular spaces. At the end of exposure, RNA-Seq analysis revealed functional enrichment in biological processes, such as the toll3 receptor signaling pathway, apoptotic processes, and production of molecular mediators involved in the inflammatory response of shrimp exposed to VpN treatment. The biological processes identified in the VpP treatment include superoxide anion metabolism, innate immune response, antimicrobial humoral response, and toll3 receptor signaling pathway. Furthermore, KEGG enrichment analysis revealed metabolic pathways associated with survival, cell adhesion, and reactive oxygen species, among others, for shrimp that were exposed to VpP. Our study proves the differential immune responses to two strains of V. parahaemolyticus, one pathogenic and the other nonpathogenic, enlarges our knowledge on the evolution of AHPND in L. vannamei , and uncovers unique perspectives on establishing genomic resources that may function as a groundwork for detecting probable molecular markers linked to the immune system in shrimp.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تأثرت صناعة الروبيان تاريخيًا بالأمراض الفيروسية والبكتيرية. أحد أحدث الأمراض الناشئة هو مرض نخر الكبد والبنكرياس الحاد (AHPND)، الذي يسبب وفيات شديدة. على الرغم من أهميته لكل من الصرف الصحي والاقتصاد، لا يُعرف سوى القليل عن الاستجابة الجزيئية للروبيان لهذا المرض. هنا، نقدم الاستجابات الخلوية والنسخية لـ Litopenaeus vannamei المعرضة لسلالتين من Vibrio parahaemolyticus لمدة 98 ساعة، حيث تكون إحداهما غير مسببة للأمراض (VpN) والأسباب الأخرى AHPND (VpP). أدى التعرض لسلالة VpN إلى تغييرات طفيفة في مورفولوجيا البنكرياس الكبدي، بما في ذلك انخفاضات في حجم خلايا R و B بالإضافة إلى انفصال الخلايا الظهارية الصغيرة من 72 ساعة فصاعدًا. من ناحية أخرى، يتميز التعرض لسلالة VpP بانفصال حاد للخلية الظهارية عن الأنابيب الكبدية البنكرياسية وتسلل الخلايا الدموية في الفراغات بين الأنابيب. في نهاية التعرض، كشف تحليل RNA - Seq عن إثراء وظيفي في العمليات البيولوجية، مثل مسار إشارات مستقبلات عدد القتلى 3، وعمليات الاستماتة، وإنتاج الوسطاء الجزيئيين المشاركين في الاستجابة الالتهابية للروبيان المعرض لعلاج VpN. تشمل العمليات البيولوجية المحددة في علاج VpP استقلاب أنيون الأكسيد الفائق، والاستجابة المناعية الفطرية، والاستجابة الخلطية المضادة للميكروبات، ومسار إشارات مستقبلات الرقم 3. علاوة على ذلك، كشف تحليل إثراء KEGG عن مسارات التمثيل الغذائي المرتبطة بالبقاء على قيد الحياة، والتصاق الخلايا، وأنواع الأكسجين التفاعلية، من بين أمور أخرى، للروبيان الذي تعرض لـ VpP. تثبت دراستنا الاستجابات المناعية التفاضلية لسلالتين من V. parahaemolyticus، إحداهما مسببة للأمراض والأخرى غير مسببة للأمراض، وتوسع معرفتنا بتطور AHPND في L. vannamei ، وتكشف عن وجهات نظر فريدة حول إنشاء الموارد الجينية التي قد تعمل كأساس للكشف عن العلامات الجزيئية المحتملة المرتبطة بالجهاز المناعي في الروبيان.Translated Description (French)
RÉSUMÉ L'industrie de la crevette a toujours été touchée par des maladies virales et bactériennes. L'une des maladies émergentes les plus récentes est la nécrose hépatopancréatique aiguë (AHPND), qui provoque une mortalité sévère. Malgré son importance à la fois pour l'assainissement et l'économie, on sait peu de choses sur la réponse moléculaire de la crevette à cette maladie. Nous présentons ici les réponses cellulaires et transcriptomiques de Litopenaeus vannamei exposées à deux souches de Vibrio parahaemolyticus pendant 98h, dont l'une est non pathogène (VpN) et l'autre provoque une AHPND (VpP). L'exposition à la souche VpN a entraîné des altérations mineures de la morphologie de l'hépatopancréas, y compris des réductions de la taille des cellules R et B ainsi que des détachements de petites cellules épithéliales à partir de 72 h. D'autre part, l'exposition à la souche VpP est caractérisée par un détachement aigu des cellules épithéliales des tubules hépatopancréatiques et une infiltration des hémocytes dans les espaces inter-tubulaires. À la fin de l'exposition, l'analyse ARN-Seq a révélé un enrichissement fonctionnel dans les processus biologiques, tels que la voie de signalisation du récepteur toll3, les processus apoptotiques et la production de médiateurs moléculaires impliqués dans la réponse inflammatoire des crevettes exposées au traitement VpN. Les processus biologiques identifiés dans le traitement VpP comprennent le métabolisme des anions superoxydes, la réponse immunitaire innée, la réponse humorale antimicrobienne et la voie de signalisation du récepteur toll3. De plus, l'analyse de l'enrichissement en KEGG a révélé des voies métaboliques associées à la survie, à l'adhésion cellulaire et aux espèces réactives de l'oxygène, entre autres, pour les crevettes exposées au VPP. Notre étude prouve les réponses immunitaires différentielles à deux souches de V. parahaemolyticus, l'une pathogène et l'autre non pathogène, élargit nos connaissances sur l'évolution de l'AHPND chez L. vannamei , et dévoile des perspectives uniques sur l'établissement de ressources génomiques pouvant servir de base à la détection de marqueurs moléculaires probables liés au système immunitaire chez la crevette.Translated Description (Spanish)
RESUMEN Históricamente, la industria del camarón se ha visto afectada por enfermedades virales y bacterianas. Una de las enfermedades emergentes más recientes es la enfermedad de necrosis hepatopancreática aguda (AHPND), que causa una mortalidad grave. A pesar de su importancia tanto para el saneamiento como para la economía, se sabe poco sobre la respuesta molecular del camarón a esta enfermedad. Aquí, presentamos las respuestas celulares y transcriptómicas de Litopenaeus vannamei expuesto a dos cepas de Vibrio parahaemolyticus durante 98h, en las que una es no patógena (VpN) y la otra causa AHPND (VpP). La exposición a la cepa VpN dio como resultado alteraciones menores en la morfología del hepatopáncreas, incluidas reducciones en el tamaño de las células R y B, así como desprendimientos de células epiteliales pequeñas a partir de las 72 h. Por otro lado, la exposición a la cepa VpP se caracteriza por el desprendimiento agudo de células epiteliales de los túbulos hepatopancreáticos y la infiltración de hemocitos en los espacios intertubulares. Al final de la exposición, el análisis de ARN-Seq reveló un enriquecimiento funcional en procesos biológicos, como la vía de señalización del receptor toll3, los procesos apoptóticos y la producción de mediadores moleculares involucrados en la respuesta inflamatoria de los camarones expuestos al tratamiento con VpN. Los procesos biológicos identificados en el tratamiento con VpP incluyen el metabolismo del anión superóxido, la respuesta inmune innata, la respuesta humoral antimicrobiana y la vía de señalización del receptor toll3. Además, el análisis de enriquecimiento de KEGG reveló vías metabólicas asociadas con la supervivencia, la adhesión celular y las especies reactivas de oxígeno, entre otras, para los camarones que fueron expuestos a VpP. Nuestro estudio demuestra las respuestas inmunes diferenciales a dos cepas de V. parahaemolyticus, una patógena y la otra no patógena, amplía nuestro conocimiento sobre la evolución de AHPND en L. vannamei y descubre perspectivas únicas sobre el establecimiento de recursos genómicos que pueden funcionar como base para detectar probables marcadores moleculares vinculados al sistema inmune en el camarón.Files
2023.11.08.566166.full.pdf.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:18166ba52769cbb615749e401e164976
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الاستجابة الخلوية والنسخية للسلالات المسببة للأمراض وغير المسببة للأمراض<i>Vibrio parahaemolyticus</i>التي تسبب مرض نخر الكبد والبنكرياس الحاد (AHPND) في<i>Litopenaeus vannamei</i>
- Translated title (French)
- Réponse cellulaire et transcriptomique aux souches pathogènes et non pathogènes de<i> Vibrio parahaemolyticus</i> causant une nécrose hépatopancréatique aiguë (AHPND) chez<i>Litopenaeus vannamei</i>
- Translated title (Spanish)
- Respuesta celular y transcriptómica a cepas patógenas y no patógenas de<i> Vibrio parahaemolyticus</i> que causan enfermedad de necrosis hepatopancreática aguda (AHPND) en<i>Litopenaeus vannamei</i>
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388537533
- DOI
- 10.1101/2023.11.08.566166
References
- https://openalex.org/W1550520533
- https://openalex.org/W1577451703
- https://openalex.org/W1582192688
- https://openalex.org/W1953329867
- https://openalex.org/W1964784599
- https://openalex.org/W1966579766
- https://openalex.org/W1967828043
- https://openalex.org/W1967948452
- https://openalex.org/W1969353942
- https://openalex.org/W1973743765
- https://openalex.org/W1979465269
- https://openalex.org/W1985681317
- https://openalex.org/W1993211893
- https://openalex.org/W1993628564
- https://openalex.org/W1996799555
- https://openalex.org/W1997195261
- https://openalex.org/W1999574084
- https://openalex.org/W2000443113
- https://openalex.org/W2000561387
- https://openalex.org/W2003238569
- https://openalex.org/W2011657487
- https://openalex.org/W2017000518
- https://openalex.org/W2017371649
- https://openalex.org/W2020750760
- https://openalex.org/W2022810186
- https://openalex.org/W2022896980
- https://openalex.org/W202362946
- https://openalex.org/W2027327645
- https://openalex.org/W2027717487
- https://openalex.org/W2035308327
- https://openalex.org/W2035618305
- https://openalex.org/W2036395694
- https://openalex.org/W2041069637
- https://openalex.org/W2045773810
- https://openalex.org/W2052853635
- https://openalex.org/W2054842903
- https://openalex.org/W2055967828
- https://openalex.org/W2075175649
- https://openalex.org/W2081736282
- https://openalex.org/W2083087734
- https://openalex.org/W2086178060
- https://openalex.org/W2089588695
- https://openalex.org/W2089723610
- https://openalex.org/W2090412782
- https://openalex.org/W2102549002
- https://openalex.org/W2108198510
- https://openalex.org/W2109375301
- https://openalex.org/W2110065044
- https://openalex.org/W2114104545
- https://openalex.org/W2116861659
- https://openalex.org/W2123100050
- https://openalex.org/W2124799197
- https://openalex.org/W2125544838
- https://openalex.org/W2131271579
- https://openalex.org/W2131910212
- https://openalex.org/W2136478794
- https://openalex.org/W2137488540
- https://openalex.org/W2140048037
- https://openalex.org/W2145538781
- https://openalex.org/W2148568618
- https://openalex.org/W2154139219
- https://openalex.org/W2155628349
- https://openalex.org/W2159391328
- https://openalex.org/W2160970947
- https://openalex.org/W2161784652
- https://openalex.org/W2165173088
- https://openalex.org/W2165654685
- https://openalex.org/W2167450753
- https://openalex.org/W2170551349
- https://openalex.org/W2185722331
- https://openalex.org/W2205778302
- https://openalex.org/W2276139955
- https://openalex.org/W2310813452
- https://openalex.org/W2318198648
- https://openalex.org/W2321224671
- https://openalex.org/W2409002067
- https://openalex.org/W2432815617
- https://openalex.org/W2462562288
- https://openalex.org/W2513596760
- https://openalex.org/W2547548450
- https://openalex.org/W2564184776
- https://openalex.org/W2621175393
- https://openalex.org/W2737287243
- https://openalex.org/W2752020289
- https://openalex.org/W2756337039
- https://openalex.org/W2773999553
- https://openalex.org/W2776031913
- https://openalex.org/W2789422722
- https://openalex.org/W2792273727
- https://openalex.org/W2793785311
- https://openalex.org/W2795634911
- https://openalex.org/W2884307705
- https://openalex.org/W2905296290
- https://openalex.org/W2911566834
- https://openalex.org/W2912652602
- https://openalex.org/W2939156353
- https://openalex.org/W2951084549
- https://openalex.org/W2956430062
- https://openalex.org/W2965796128
- https://openalex.org/W2981535595
- https://openalex.org/W2987809062
- https://openalex.org/W3001520418
- https://openalex.org/W3013617613
- https://openalex.org/W3022633397
- https://openalex.org/W3025340710
- https://openalex.org/W3027734488
- https://openalex.org/W3030254178
- https://openalex.org/W3034430294
- https://openalex.org/W3036613703
- https://openalex.org/W3040441071
- https://openalex.org/W3048749097
- https://openalex.org/W3090518989
- https://openalex.org/W3104054350
- https://openalex.org/W3108525772
- https://openalex.org/W3134351487
- https://openalex.org/W3167674439
- https://openalex.org/W3168572674
- https://openalex.org/W3176402538
- https://openalex.org/W3183640625
- https://openalex.org/W3188114969
- https://openalex.org/W4210799032
- https://openalex.org/W4229937317
- https://openalex.org/W4236236547
- https://openalex.org/W4243831921
- https://openalex.org/W4244849526
- https://openalex.org/W4285718163
- https://openalex.org/W822719246