米乐m6官方网站 粪便中发现鱼病

米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）、生物医学研究部、先进基因组设计研究组、Mio Takeuchi、首席研究员、生物过程研究部、Takashi Naruhiro、研究组组长、Kyohei Kuroda、首席研究员、RIKEN、国家研究开发机构、RIKEN（以下简称“RIKEN”）、环境资源科学研究中心、环境研究所代谢分析研究小组，菊池淳与近代大学（以下简称“近代”）农学院讲师永田惠里奈（Erina Nagata）小组组长合作，冷水病在受感染鱼的粪便中发现各种特征物质和微生物，并用于疾病的早期发现生物标记

日本科学技术协会微生物组分析技术，RIKEN代谢组利用分析技术和金田大学的鱼类感染实验技术，对粪便中的代谢物和微生物基因进行了全面分析，首次成功鉴定了水族箱中积累的粪便中含有的冷水细菌感染鱼类的代谢物和微生物特征。冷水病是世界范围内香鱼和虹鳟鱼面临的一个严重问题，很难用疫苗预防，因此早期诊断很重要。利用粪便进行非侵入性诊断，无需像过去那样对鱼类组织进行取样，从而使定期、全面的健康检查成为可能。该技术提出了多种可以使用的候选生物标志物。未来，我们期望这项技术不仅能用于冷水病害的检测，还能用于鱼病的早期检测和多种鱼类的简单健康检查，为减少鱼病造成的经济损失和环境负担做出贡献。

香鱼以其清爽的西瓜香味，从百人一首时代起就深受日本人的喜爱。此外，虹鳟鱼等鲑科鱼类在世界各地都很受欢迎，并且由于只需很少的饲料即可生长，因此作为可持续水产养殖的中心而受到关注。然而，鱼病是水产养殖场的一个严重问题。特别是，环绿黄杆菌（黄杆菌 嗜冷菌)引起的冷水病导致养鱼场和天然河流大规模死亡，因为没有疫苗可以预防。因此，通过定期监测，尤其是水产养殖场，及早发现疾病并采取应对措施非常重要。然而，用于诊断鱼病是否存在的常规监测技术存在从水族箱中的少量鱼身上采集鳃、脾等组织和器官的问题，这导致个别鱼受伤并被丢弃。此外，无法一次性掌握水族箱中所有鱼的健康状况，很容易错过疾病迹象。

AIST 的生物医学研究部门正在开发通过微生物组分析对人类和鱼类的健康和疾病治疗有用的技术 (2021 年 4 月 29 日 AIST 新闻稿“开发微生物组分析的推荐分析方法”) 以及生物过程研究部鸟枪法宏基因组分析发现的微生物功能工程化利用技术开发2022 年 5 月 13 日 AIST 新闻公告“成功高效处理 PET 瓶原材料制造过程中的持久性废水”) 此外，RIKEN环境代谢分析研究小组核磁共振我们正在分析鱼类和粪便等各种样本，目的是开发环境分析科学的新方法。 RIKEN和AIST在2021年RIKEN-AIST挑战研究“建立支持区域生物经济的陆基水产养殖系统”中合作推进水产养殖技术的复杂性。尽管之前已有研究寻找生物标记物来监测鱼类疾病，但仍需要开发一种监测技术，能够在不伤害鱼类的情况下诊断整个水族箱的健康状况。因此，我们重点关注鱼粪。可以每天收集水族箱内积累的粪便进行监测，不浪费鱼，并且可以经常观察整个水族箱的平均状况。这次，我们决定在双方共同努力的基础上，利用多年来从事冷水病研究的近代大学所拥有的先进的鱼类感染实验技术，从“水族馆中积累的感染鱼的粪便中是否存在特征性生物标志物？”的角度进行技术开发。

首先，我们在近代大学的实验设施中进行了一项实验，用冷水病菌感染香鱼幼鱼。在对照池中，鱼正常饲养，没有感染冷水细菌。结果，感染区域的香鱼逐渐出现下巴碎裂、体表融化等症状，实验开始10天后，约80%的香鱼死亡。在此期间，三个机构定期收集粪便并进行各种分析。在RIKEN，我们利用NMR进行代谢组分析，全面分析了粪便中所含的代谢物。结果显示，受感染鱼的粪便中乙酸和葡萄糖含量较高。它也被近代大学和 AIST 称为鱼类应激标记。皮质醇粪便中皮质醇含量的分析显示出类似的增加（图 1）。日本综合技术研究所进行的微生物组分析结果表明，粪便中含有的微生物也表现出特征性波动。在感染地区，致病菌冷水细菌和机会性细菌克雷伯氏菌（克雷伯菌)属丰度比显着增加。然后逐步回归法当我们统计提取与累积死亡率相关的主要微生物和参数时，我们发现 Cypionchella (Cypionkella)属的微生物丰度和乙酸浓度等参数是与累积死亡率具有显着相关性的候选生物标志物。此外，在 AIST，粪便中存在微生物基因组草案通过获取信息并分析功能基因的分布，我们发现Cypionchella属微生物具有利用各种糖产生乙酸的代谢功能，并且我们能够找到其与累积死亡率之间的微生物关系。

如上所述，我们发现感染地区香鱼的粪便中含有多种被认为与鱼类疾病相关的生物标志物，例如乙酸、葡萄糖、皮质醇、冷水细菌、机会性细菌和 Cypionchella。此外，我们研究了肠道微生物组的变化，发现在受感染鱼的肠道中，红球菌（红球菌)。这表明香鱼肠道微生物群的平衡因冷水病感染而发生变化。生态失调''正在发生。

这项研究表明，在不牺牲鱼本身的情况下，可以利用每天收集到的水族箱内的粪便来定期监测鱼的健康状况，并且可以了解整个水族箱的平均健康状况，这是通过个体调查无法实现的。粪便中含有的乙酸和皮质醇也可能是冷水病以外的鱼类疾病的指标。未来，预计粪便的利用将有助于及早发现水产养殖场的各种异常情况并定期进行健康检查。

未来，作为实验室规模基础研究的一部分，我们将继续阐明导致这次确定的生物标志物（例如乙酸和葡萄糖水平）波动的机制。此外，作为在大规模水产养殖设施中的实证研究，我们将监测当养殖场发生感染时这些生物标志物是否发生变化，从而选择更适合实际使用的标志物。未来，我们的目标是通过将粪便监测技术在水产养殖场实际应用并验证其对其他鱼类疾病的适用性，将这项技术改进为健康管理技术，为下一代可持续水产养殖做出贡献（图2）。

已出版的杂志：mSphere
论文标题：粪便宏基因组和代谢组分析揭示了嗜冷黄杆菌香鱼感染 (香鱼鱼)
作者：Mio Takeuchi、Erina Fujiwara-Nagata、Kyohei Kuroda、Kenji Sakata、Takashi Narihiro、Jun Kikuchi
DOI：101128/msphere00301-24

冷水病

环绿黄杆菌是香鱼和虹鳟鱼的一种传染病，由于没有预防方法，已成为世界性问题。这种鱼病起源于美国，但自 1985 年左右开始在日本也成为一个问题。[返回来源]

生物标记

一种生物物质，是疾病或健康的指标。近年来，利用与特定病例相关的微生物作为微生物生物标志物的研究正在进行中。[返回来源]

微生物组

存在于土壤和水等自然环境以及人类和动物的表面和肠道中的微生物群落（微生物菌群）。特别是，越来越清楚的是，生物体的肠道微生物组与宿主生物体相互关联并相互作用，极大地影响健康和疾病。[返回来源]

代谢组

代谢物和欧姆的结合词，在希腊语中意为一切，指所含代谢物的全部信息。使用核磁共振波谱 (NMR) 等各种分析技术对其进行分析。[返回来源]

鸟枪法宏基因组分析

一种通过对从环境中的复杂微生物中提取的DNA进行片段化和全面解码来分析复杂微生物的生态和功能的方法。[返回来源]

核磁共振

核磁共振波谱。可以在原子水平上非破坏性地分析各种物质中的化学键状态。[返回来源]

皮质醇

它是糖皮质激素的一种，是一种肾上腺皮质激素，用作评估压力的指示物质。尽管测量血液中的皮质醇浓度很常见，但也在鱼鳞、体表粘液、粪便、繁殖水等中进行测量，并且在渔业领域中特别需要使用粪便和繁殖水进行非侵入性测量。[返回来源]

Stepwise regression method

多元回归分析中选择与目标变量相关的解释变量的方法之一。[返回来源]

基因组草案

有机体整体的一部分ゲノム配列には缲り返し配列などの解読が困难な部分が含まれているため、环境中から得られたショットガンメタゲノム情报を利用して完全ゲノムを构筑することは难しい。因此，基因组分析通常是在利用一些序列信息将基因组序列重建到微生物群功能分析所需的程度之后进行的。[返回来源]

生态失调

由于疾病或抗生素等触发因素，健康宿主生物体的微生物组的组成比例和丰度会发生变化。[返回来源]