Published September 4, 2018 | Version v1
Publication Open

Impact of Lactobacillus casei BL23 on the Host Transcriptome, Growth and Disease Resistance in Larval Zebrafish

Creators

  • 1. Feed Research Institute
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences

Description

In this study, zebrafish were treated with Lactobacillus strains as probiotics from hatching to puberty, and the effect of treatment with L. casei BL23 on the development and immunity response of the host was investigated. Genes that were differentially expressed (DEGs) in the overall body and intestine were detected at 14 days post fertilization (dpf) and 35 dpf, respectively, using whole transcriptome sequencing (mRNAseq). We showed that zebrafish raised by continuous immersion with L. casei BL23 showed a higher final body weight at 14 dpf (P < 0.05), and 35 dpf (P < 0.01). DEGs between L. casei BL23 treatment and control group at 14 dpf were involved in myogenesis, cell adhesion, transcription regulation and DNA-binding and activator. At 35 dpf, 369 genes were DEGs in the intestine after treatment with L. casei BL23, which were involved in such categories as signaling, secretion, motor proteins, oxidoreductase and iron, tight junctions, lipid metabolism, growth regulation, proteases, and humoral and cellular effectors. KEGG analysis showed DEGs to be involved in such pathways as those associated with tight junctions and the PPAR signal pathway. RT-qPCR analysis showed that expression of insulin-like growth factors-I (igf1), peroxisome proliferator activated receptors-α (ppar-α) and -β (ppar-β), Vitamin D receptor-α (vdr-α), and retinoic acid receptor-γ (rar-γ) was up-regulated in fish treated with L. casei BL23 at 35 dpf. After 35 days of treatment, the mortality rate in L. casei BL23 treated group was lower than the control after challenge with A. hydrophila (P < 0.05), and the pro-inflammatory cytokine il-1β, anti-inflammatory cytokine il-10 and complement component 3a (c3a) showed more expression in L. casei BL23 group at 8h after challenge, 24 h after challenge, or both.. Together, these data suggest that specific Lactobacillus probiotic strains can accelerate the development profile and enhance immunity in zebrafish, which supports the rationale of early administration of probiotics in aquaculture.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الدراسة، عولجت أسماك الزرد بسلالات العصيات اللبنية على أنها بروبيوتيك من الفقس إلى البلوغ، وتم التحقيق في تأثير العلاج بـ L. casei BL23 على التطور والاستجابة المناعية للمضيف. تم الكشف عن الجينات التي تم التعبير عنها بشكل تفاضلي (DEGs) في الجسم الكلي والأمعاء في 14 يومًا بعد الإخصاب (dpf) و 35 dpf، على التوالي، باستخدام تسلسل transcriptome الكامل (mRNAseq). أظهرنا أن سمك الزرد الذي تم رفعه عن طريق الغمر المستمر مع L. casei BL23 أظهر وزنًا نهائيًا أعلى للجسم عند 14 dpf (P < 0.05)، و 35 dpf (P < 0.01). شاركت DEGs بين L. casei BL23 العلاج والمجموعة الضابطة في 14 dpf في تكوين العضلات، التصاق الخلايا، تنظيم النسخ وربط الحمض النووي والمنشط. عند 35 dpf، كان 369 جينًا عبارة عن DEGs في الأمعاء بعد العلاج بـ L. casei BL23، والتي شاركت في فئات مثل الإشارات، والإفراز، والبروتينات الحركية، والأكسدة، والحديد، والتقاطعات الضيقة، واستقلاب الدهون، وتنظيم النمو، والبروتياز، والمؤثرات الخلطية والخلوية. أظهر تحليل KEGG أن DEGs تشارك في مسارات مثل تلك المرتبطة بالتقاطعات الضيقة ومسار إشارة PPAR. أظهر تحليل RT - qPCR أن التعبير عن عوامل النمو الشبيهة بالأنسولين - I (igf1)، والمستقبلات المنشطة لمنتشر البيروكسيزوم - α (ppar - α) و - β (ppar - β)، ومستقبلات فيتامين د - α (vdr - α)، ومستقبلات حمض الريتينويك - γ (rar - γ) كان منظمًا في الأسماك المعالجة بـ L. casei BL23 عند 35 dpf. بعد 35 يومًا من العلاج، كان معدل الوفيات في المجموعة المعالجة بـ L. casei BL23 أقل من التحكم بعد التحدي مع A. hydrophila (P < 0.05)، وأظهرت سلالات السيتوكين المؤيدة للالتهابات il -1β، السيتوكين المضاد للالتهابات il -10 والمكون المكمل 3a (c3a) المزيد من التعبير في مجموعة L. casei BL23 في 8 ساعات بعد التحدي، 24 ساعة بعد التحدي، أو كليهما.. معًا، تشير هذه البيانات إلى أن سلالات بروبيوتيك الملبنة المحددة يمكن أن تسرع ملف التطور وتعزز المناعة في الزرد، مما يدعم الأساس المنطقي للإدارة المبكرة للبروبيوتيك في تربية الأحياء المائية.

Translated Description (French)

Dans cette étude, les poissons zèbres ont été traités avec des souches de Lactobacillus comme probiotiques de l'éclosion à la puberté, et l'effet du traitement avec L. casei BL23 sur le développement et la réponse immunitaire de l'hôte a été étudié. Les gènes exprimés de manière différentielle (DEG) dans l'ensemble du corps et de l'intestin ont été détectés 14 jours après la fécondation (dpf) et 35 dpf, respectivement, en utilisant le séquençage du transcriptome entier (mRNAseq). Nous avons montré que les poissons zèbres élevés par immersion continue avec L. casei BL23 présentaient un poids corporel final plus élevé à 14 dpf (P < 0,05) et 35 dpf (P < 0,01). Les DEG entre le traitement de L. casei BL23 et le groupe témoin à 14 dpf étaient impliqués dans la myogenèse, l'adhésion cellulaire, la régulation de la transcription et la liaison à l'ADN et l'activateur. À 35 dpf, 369 gènes étaient des DEG dans l'intestin après traitement par L. casei BL23, qui étaient impliqués dans des catégories telles que la signalisation, la sécrétion, les protéines motrices, l'oxydoréductase et le fer, les jonctions serrées, le métabolisme des lipides, la régulation de la croissance, les protéases et les effecteurs humoraux et cellulaires. L'analyse KEGG a montré que les DEG étaient impliqués dans des voies telles que celles associées aux jonctions serrées et à la voie du signal PPAR. L'analyse RT-qPCR a montré que l'expression des facteurs de croissance insulinoïdes I (igf1), des récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes-α (ppar-α) et -β (ppar-β), du récepteur de la vitamine D-α (vdr-α) et du récepteur de l'acide rétinoïque-γ (rar-γ) était régulée à la hausse chez les poissons traités par L. casei BL23 à 35 dpf. Après 35 jours de traitement, le taux de mortalité dans le groupe traité par L. casei BL23 était inférieur au contrôle après l'épreuve avec A. hydrophila (P < 0,05), et la cytokine pro-inflammatoire il-1β, la cytokine anti-inflammatoire il-10 et le composant du complément 3a (c3a) ont montré plus d'expression dans le groupe L. casei BL23 à 8 h après l'épreuve, 24 h après l'épreuve, ou les deux. Ensemble, ces données suggèrent que des souches probiotiques spécifiques de Lactobacillus peuvent accélérer le profil de développement et renforcer l'immunité chez le poisson zèbre, ce qui soutient la justification de l'administration précoce de probiotiques en aquaculture.

Translated Description (Spanish)

En este estudio, los peces cebra se trataron con cepas de Lactobacillus como probióticos desde la eclosión hasta la pubertad, y se investigó el efecto del tratamiento con L. casei BL23 en el desarrollo y la respuesta inmunitaria del huésped. Los genes que se expresaron diferencialmente (DEG) en el cuerpo y el intestino en general se detectaron a los 14 días posteriores a la fertilización (dpf) y 35 dpf, respectivamente, utilizando la secuenciación del transcriptoma completo (mRNAseq). Mostramos que el pez cebra criado por inmersión continua con L. casei BL23 mostró un mayor peso corporal final a 14 dpf (P < 0.05) y 35 dpf (P < 0.01). Los DEG entre el tratamiento con L. casei BL23 y el grupo de control a 14 dpf participaron en la miogénesis, la adhesión celular, la regulación de la transcripción y la unión al ADN y el activador. A 35 dpf, 369 genes eran DEG en el intestino después del tratamiento con L. casei BL23, que estaban involucrados en categorías tales como señalización, secreción, proteínas motoras, oxidorreductasa y hierro, uniones estrechas, metabolismo lipídico, regulación del crecimiento, proteasas y efectores humorales y celulares. El análisis KEGG mostró que los DEG están involucrados en vías tales como las asociadas con uniones estrechas y la vía de señal PPAR. El análisis de RT-qPCR mostró que la expresión de factores de crecimiento similares a la insulina-I (igf1), receptores activados por proliferadores de peroxisomas-α (ppar-α) y -β (ppar-β), receptor de vitamina D-α (vdr-α) y receptor de ácido retinoico-γ (rar-γ) se reguló positivamente en peces tratados con L. casei BL23 a 35 dpf. Después de 35 días de tratamiento, la tasa de mortalidad en el grupo tratado con L. casei BL23 fue menor que el control después de la exposición a A. hydrophila (P < 0.05), y la citocina proinflamatoria il-1β, la citocina antiinflamatoria il-10 y el componente del complemento 3a (c3a) mostraron más expresión en el grupo de L. casei BL23 a las 8 h después de la exposición, 24 h después de la exposición, o ambas. Juntos, estos datos sugieren que las cepas probióticas específicas de Lactobacillus pueden acelerar el perfil de desarrollo y mejorar la inmunidad en el pez cebra, lo que respalda la lógica de la administración temprana de probióticos en la acuicultura.

Files

pdf.pdf

Files (3.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:4421bfa85e82b187982c26c7fb273036
3.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير الملبنة الحالة BL23 على ترانسكريبتوم المضيف والنمو ومقاومة الأمراض في يرقات الزرد
Translated title (French)
Impact de Lactobacillus casei BL23 sur le transcriptome de l'hôte, la croissance et la résistance aux maladies chez les larves de poisson zèbre
Translated title (Spanish)
Impacto de Lactobacillus casei BL23 en el transcriptoma del huésped, el crecimiento y la resistencia a las enfermedades en larvas de pez cebra

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2890098719
DOI
10.3389/fphys.2018.01245

Is supplement to
https://openalex.org/W3103530329 (Other)
https://openalex.org/W3041374871 (Other)
https://openalex.org/W2941201363 (Other)
https://openalex.org/W2913410958 (Other)
https://openalex.org/W2901560613 (Other)
https://openalex.org/W2892007232 (Other)
https://openalex.org/W2796639917 (Other)
https://openalex.org/W2418651341 (Other)
https://openalex.org/W2163378106 (Other)
https://openalex.org/W1509620693 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1222830050
  • https://openalex.org/W1510094212
  • https://openalex.org/W1556017534
  • https://openalex.org/W1563869447
  • https://openalex.org/W160772741
  • https://openalex.org/W1828529897
  • https://openalex.org/W1964263490
  • https://openalex.org/W1965186395
  • https://openalex.org/W1966417737
  • https://openalex.org/W1966869187
  • https://openalex.org/W1968896842
  • https://openalex.org/W1970940589
  • https://openalex.org/W1974738011
  • https://openalex.org/W1980003497
  • https://openalex.org/W1985683101
  • https://openalex.org/W1990484548
  • https://openalex.org/W1993799118
  • https://openalex.org/W1994380103
  • https://openalex.org/W1995790544
  • https://openalex.org/W1997039338
  • https://openalex.org/W2000461056
  • https://openalex.org/W2007238651
  • https://openalex.org/W2009646489
  • https://openalex.org/W2020886612
  • https://openalex.org/W2025968419
  • https://openalex.org/W2036358461
  • https://openalex.org/W2049102648
  • https://openalex.org/W2056080506
  • https://openalex.org/W2059235491
  • https://openalex.org/W2064668416
  • https://openalex.org/W2070802449
  • https://openalex.org/W2080163690
  • https://openalex.org/W2098968494
  • https://openalex.org/W2109491705
  • https://openalex.org/W2113717007
  • https://openalex.org/W2114203049
  • https://openalex.org/W2121908416
  • https://openalex.org/W2122712356
  • https://openalex.org/W2129356826
  • https://openalex.org/W2152398830
  • https://openalex.org/W2152880678
  • https://openalex.org/W2154264360
  • https://openalex.org/W2154762068
  • https://openalex.org/W2156944899
  • https://openalex.org/W2162781755
  • https://openalex.org/W2163112976
  • https://openalex.org/W2166289280
  • https://openalex.org/W2336762859
  • https://openalex.org/W2465901585
  • https://openalex.org/W2523095664
  • https://openalex.org/W2735728221
  • https://openalex.org/W2763941810
  • https://openalex.org/W4231968195
  • https://openalex.org/W4239924426