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魚類免疫系統(tǒng)的研究進展

2018-08-02 01:43張媛媛宋理平
河北漁業(yè) 2018年2期
關鍵詞:粒細胞淋巴細胞特異性

張媛媛 宋理平

與哺乳動物不同,魚類屬于變溫、低等動物。魚類免疫系統(tǒng)主要由免疫組織與器官、免疫細胞和免疫因子組成,通常是指機體執(zhí)行免疫應答和免疫功能的組織系統(tǒng),是機體自身識別“自我”與消除“非我”,進而排除異己的一個功能體系。其主要功能有免疫防御、免疫監(jiān)視及免疫自穩(wěn)三方面。魚類的免疫系統(tǒng)知識仍然在不斷的完善過程中,與哺乳類一致,魚類免疫也可分為特異性和非特異性免疫兩大部分。一般來說,非特異性免疫在多數(shù)溫度下都可以被激活,而特異性免疫如淋巴細胞的分化和抗體的產(chǎn)生更依賴于較高的溫度。所以,魚類更依賴于非特異性免疫系統(tǒng)來抵御病害的侵襲。目前,有關魚類免疫系統(tǒng)上的研究多集中在免疫組織和器官、免疫受體、免疫因子以及免疫細胞等方面,現(xiàn)將現(xiàn)有的研究進行綜述,以供參考。

1免疫組織與器官

免疫組織是機體發(fā)生免疫應答反應的場所。與哺乳動物類似,魚類的免疫器官也包括中樞免疫器官和外周免疫器官。然而與哺乳動物不同的是,淋巴結和骨髓不屬于魚類的免疫器官,其免疫器官主要是指腎、脾、胸腺、消化道淋巴組織以及黏膜淋巴組織(MALT)等。其中,胸腺、腎臟和脾臟是魚類最主要的免疫器官。

1.1胸腺

魚類最重要的免疫器官主要是腎臟、脾臟和胸腺,而胸腺則被認為是魚類的中樞免疫器官,其可通過促進淋巴細胞的增殖和相關激素的分泌等來促進機體的免疫調(diào)節(jié)功能。在免疫組織的發(fā)生過程中,胸腺可最先獲得成熟的淋巴細胞,而后與頭腎逐漸靠攏。胸腺主要分為內(nèi)區(qū)、中區(qū)和外區(qū),其中內(nèi)區(qū)和中區(qū)分別類似于高等脊椎動物胸腺中的髓質(zhì)和皮質(zhì),是魚類T淋巴細胞成熟和分化的主要場所,并向外周血液釋放成熟的T細胞。然而,荷爾蒙周期,外界環(huán)境的刺激,年齡的增長等或可導致魚類胸腺發(fā)生退化,不同的魚類其胸腺的壽命差異也很大,一些魚類進入成魚階段,其胸腺就逐漸消失。盧全章的研究也證明了這一觀點,草魚在增長初期,胸腺發(fā)育較快,而到II齡以上其胸腺出現(xiàn)退化現(xiàn)象。

1.2頭腎

腎臟是成魚最重要的淋巴組織,其在長期的發(fā)育進化過程中可分為頭腎(前腎)、中腎和后腎。頭腎在魚類的免疫應答過程中起主要作用,它可以自動分化成紅細胞、淋巴細胞及各種粒細胞,是繼胸腺后的第二個免疫器官。然而,并非所有魚類均可產(chǎn)生粒細胞和B、T淋巴細胞。魚的種類不同其所產(chǎn)生的免疫細胞也不同,有些魚類僅產(chǎn)生B淋巴細胞,而有些魚類可同時產(chǎn)生B、T淋巴細胞。魚類頭腎殘存于圍心腔隔膜的前背側,是一個沿著體軸呈Y型分離的器官,前端幾乎垂直于體軸,是腎臟系統(tǒng)的一部分。其含有致密的血管網(wǎng),包括許多造血組織和淋巴細胞叢,以及黑色素巨噬細胞(Melano-macrophages)和淋巴細胞。B淋巴細胞主要分布于魚類頭腎造血細胞和粒細胞生成的細胞群中,與黑色素巨噬細胞中心(MMC)和血管緊密相連,在免疫防御中起協(xié)同作用。頭腎無腎小球,失去排泄功能,主要負責造血、異源物質(zhì)吞噬、IgM的形成和免疫記憶功能。另外,頭腎也是一個內(nèi)分泌器官,類似于哺乳動物的腎上腺,會釋放皮質(zhì)醇和一些其他的激素。在一定程度上,我們可根據(jù)頭腎的重量、大小以及發(fā)育狀況來判斷魚類的生長發(fā)育狀況,前人的許多研究表明,魚類頭腎的重量與魚體的年齡呈正相關,與魚體的增重率也緊密相連。此外,與哺乳動物淋巴結相類似,魚類腎臟可直接有效地抵御外界病原的入侵,不依賴因抗原刺激而產(chǎn)生相應的免疫細胞便可有效抵御外界病原的入侵。

1.3脾臟

一般說來,脾臟分為紅髓和白髓,但只存在于軟骨魚中,硬骨魚卻沒有,這說明只有軟骨魚才具有真正意義上的脾臟結構,但不論脾臟有無真正的白髓和紅髓之分,其都具有免疫功能。脾臟是紅細胞和各種粒細胞等產(chǎn)生、儲存和成熟的主要場所,可為魚類機體提供充足的血液和大量免疫細胞。在硬骨魚類中通常只有一個脾臟,其位于胃或腸附近,是一個形態(tài)結構比較固定的淋巴組織。其功能主要包括:大分子物質(zhì)的清除,抗原的降解和加工以及抗體生成。脾臟也是主要的造血器官,能產(chǎn)生血細胞、內(nèi)皮細胞、網(wǎng)狀細胞、巨噬細胞和黑色素巨噬細胞。隨著魚體的生長與發(fā)育,其免疫器官也隨之發(fā)生巨大變化。成年軟骨魚的脾、腎較之硬骨魚有很大差異,其腎臟失去了造血功能,脾臟則成長為機體的重要淋巴器官,而硬骨魚則相反。張永安等研究表明,當硬骨魚受到一定的外源刺激時,其脾、腎等免疫器官可產(chǎn)生大量的黑色素巨噬細胞,進而可通過與抗體和淋巴細胞相結合來調(diào)節(jié)機體免疫機能。

1.4黏膜相關淋巴組織

黏膜相關淋巴組織(MALT)是一種主要分布于機體黏液組織中的淋巴細胞生發(fā)中心,因其不具備完整的淋巴結構,故而被稱為黏膜相關淋巴組織。它是魚類除以上免疫器官外的又一重要免疫器官。巨噬細胞和淋巴細胞等廣泛存在于魚類的鰓、皮膚和消化道等的上皮組織中。當機體受到外源因子刺激時,淋巴細胞會產(chǎn)生大量的抗體分子與被巨噬細胞處理的抗原發(fā)生特異性結合,并與機體中其他免疫因子一起促進機體免疫能力的提高,保護機體不受病原菌侵害。

2魚類細胞免疫

能夠參與免疫應答或與免疫應答相關的細胞,均可被稱為免疫細胞。主要分布于機體淋巴液、血液及各種免疫器官和組織中。免疫細胞的分布及含量在一定程度上反映了機體免疫功能的強弱,其主要包括可吞噬大量外源微生物,在機體中參與非特異性免疫反應的吞噬細胞和參與機體特異性免疫反應的淋巴細胞。二者在機體免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中均起重要作用。

2.1淋巴細胞

淋巴細胞(Lymphocyte)是機體免疫應答的重要細胞成分,主要由淋巴器官產(chǎn)生,是白細胞的一種。在哺乳動物中,淋巴細胞可分為T、B淋巴細胞兩個亞群,二者表面具有不同的抗原和受體,在機體中參與不同的免疫反應。其中,B細胞主要分泌抗體,參與機體特異性免疫反應;而T細胞可通過分泌細胞因子來調(diào)節(jié)機體免疫功能,也可直接殺傷細胞,在機體中主要參與非特異性免疫反應。在硬骨魚類淋巴細胞中,能表達表面膜免疫球蛋白(surface membrane immunoglobulin,smIg)的為B淋巴細胞,不能產(chǎn)生免疫球蛋白(Ig)的為T細胞。近年來,單克隆抗體、流式細胞儀和分子生物學等新型技術的廣泛應用使我們對魚類T、B細胞的認識不斷地深入。一般來說,我們可采用單克隆抗體技術來區(qū)分淋巴細胞表面抗體受體的活性,然而到目前為止,單克隆抗體技術還不能區(qū)分T細胞。Miller等對鯰魚免疫細胞進行了研究,結果顯示單抗可與魚體T細胞發(fā)生反應,但同時又與凝血細胞和中性粒細胞發(fā)生交叉反應,因此鯰魚中是否存在T淋巴細胞尚需要更進一步的研究證實。但魚類至少具有功能性的淋巴細胞是毋庸置疑的。同時也有研究證明,鯉魚胸腺內(nèi)的T淋巴細胞含量最多且不隨孵化時間的增長而變化,而其他免疫器官中的T淋巴細胞逐漸減少甚至消失;然而B淋巴細胞在孵化后兩周最先出現(xiàn)在鯉魚頭腎中,機體的其他器官中除脾臟和血液外B細胞含量均較少。此外,大菱鲆(Scophthalmus maximus)和海鱸(Lateolabrax.japonicus)的腸黏膜和黏膜下層中均發(fā)現(xiàn)較多的T細胞,而B細胞主要在固有層。

2.2吞噬細胞

魚類吞噬細胞是組成非特異性防御系統(tǒng)的重要成分,主要包括單核細胞、巨噬細胞和各種粒細胞。其在機體的防御過程中均起到不可替代的作用。當機體受病原菌感染時,各組織中的吞噬細胞會對外源因子進行識別及吞噬并有效降解和攝取微生物及其產(chǎn)物,阻止其進入機體循環(huán)系統(tǒng),從而對機體進行保護防止病原菌感染。同時,吞噬細胞還可分泌大量細胞因子對機體進行免疫調(diào)控。

單核細胞在動物體的非特異性免疫中起關鍵作用。與哺乳動物相似,魚類的單核細胞具有很強的黏附及吞噬能力,可大量吞噬進入機體的外源微生物及本身受損、凋亡的細胞。單核細胞是一類普遍存在于所有硬骨魚血液中并由造血細胞分化而成的終末細胞。其可在適宜環(huán)境中隨血液進入各組織器官并發(fā)育成為不同的巨噬細胞群。另外,徐豪等研究證明,環(huán)境污染以及寄生蟲和細菌等外源物質(zhì)感染均可使魚體血液中單核細胞增多,這一現(xiàn)象可能與魚類內(nèi)分泌系統(tǒng)有關。

在硬骨魚類中,脾臟和腎臟是生成粒細胞的主要場所。然而根據(jù)顆粒染色不同粒細胞有嗜中性、嗜堿性及嗜酸性之分。嗜中性粒細胞是先天性免疫中的一種主要效應細胞,其可通過胞吐作用對外來微生物進行識別并破壞。當機體產(chǎn)生炎癥反應時,其細胞內(nèi)含有的大量殺菌劑及潛在毒性物質(zhì)被釋放到胞外并配合發(fā)生脫粒反應。中性粒細胞在炎癥發(fā)生時的功能仍存在很大爭議,一些報道認為其可產(chǎn)生大量免疫調(diào)控酶對機體進行免疫調(diào)控。另外,當魚類遭受外界刺激后,其嗜中性粒細胞也顯示出化學發(fā)光性和趨化性。

魚體中并非都含有嗜酸性和嗜堿性粒細胞。大多數(shù)魚類僅含有嗜酸性粒細胞,少部分魚類才含有嗜堿性粒細胞,然而還有幾少部分魚類中二者均不存在。有研究證明,在大馬哈魚(On-corhynchus keta)中可以檢出嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞,然而在鯽魚(Carassius auratus)中,卻沒有觀察到嗜堿性粒細胞。這可能是由于嗜堿性粒細胞含量較少且在制片過程中極易被分解,導致其很難被觀察到。嗜酸性粒細胞由造血淋巴器官產(chǎn)生,其可隨血液循環(huán)進入不同器官中,隨之分化為粒細胞。與哺乳動物肥大細胞相似,魚類機體在遭受病菌感染和外界刺激時,其嗜酸性粒細胞可發(fā)生脫粒反應并釋放細胞內(nèi)活性物質(zhì)及合成、分泌大量免疫分子和相關免疫調(diào)控酶,從而調(diào)節(jié)機體免疫功能。此外,嗜酸性粒細胞也具有吞噬功能,當機體遭遇寄生蟲長期的感染時,其可聚集在寄生部位發(fā)揮吞噬作用以抵御寄生蟲的侵襲。

魚類的巨噬細胞種類繁多,當機體遭受細菌和寄生蟲感染時,可分泌多種細胞因子和二十碳四烯酸等以抵御病原菌感染。當魚體遭受病原菌感染時,巨噬細胞發(fā)生吞噬作用,會引起呼吸爆發(fā),同時產(chǎn)生腫瘤壞死因子(tumor necrosis fac-tor,TNF)。此外,機體受到外源刺激時,巨噬細胞可通過識別并傳遞抗原,調(diào)節(jié)淋巴細胞活性及控制自身的增殖與分化等途徑來對機體免疫系統(tǒng)進行調(diào)控。許多研究證明,當魚體遭受外源刺激時,其吞噬細胞可大量吞噬異物并分泌活性物質(zhì)與巨噬細胞、MMC共同形成聚集體,以保護機體不受損傷。

2.3細胞吞噬作用及活性氧代謝

吞噬細胞表面受體可與病原菌(或其自身產(chǎn)生的趨化因子相結合,激活其酯酶和HMP途徑,使細胞內(nèi)Ca2+大量流失,導致微絲和微管裝置推動細胞向病原菌的方向迅速移動,稱為趨化作用。而調(diào)理作用是指抗體和補體等調(diào)理素與病原體相結合或覆蓋于病原體的表面,通過與巨噬細胞表面Fc受體或補體受體結合,從而促成吞噬細胞對病原菌的吞噬作用。當吞噬作用被激活,將會產(chǎn)生一系列的代謝產(chǎn)物,如活性氧(Reactive oxygenspecies,ROS)、一氧化氮(Nitric oxide,NO)、相關酶和細胞因子(Cytokine)。

在巨噬細胞、單核細胞和粒細胞等吞噬細胞的吞噬過程中,將會產(chǎn)生大量的活性氧,這是殺滅微生物的一個重要手段12引。吞噬細胞在此過程中會消耗大量氧氣,產(chǎn)生大量的超氧化物陰離子(superoxide anion,O2-),所以稱之為呼吸爆發(fā)(Respiratory burst)。O2-的產(chǎn)生受制于一種酶,它與哺乳動物吞噬細胞中的NADPH氧化酶相似,可與細胞膜上的受體相結合。O2-氧化活性不高,不能透過膜。然兩分子的O2-被超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)歧化成過氧化氫(Hydrogen peroxide,H2O2)。過氧化氫則可以通過膜,其代謝途徑有:由嗜中性粒細胞中溶酶體分泌的髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)催化產(chǎn)生次氯酸(Hypochlorous acid,HOCl);在過氧化氫酶(Catalase,CAT)或谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidases,GPx)催化下形成水;通過金屬離子(Fe2+或Cu+)形成羥基陰離子(Hydroxyl radical,·OH)。其中,HOCl和·OH是兩種對細菌有高毒性的活性氧分子,可在機體中用作殺菌?!H也是引起脂質(zhì)過氧化(1ipid peroxidation)和DNA或蛋白損傷(Damage to DNA or protein)的重要分子。詳見圖1。

2.4自然殺傷細胞

魚類中的自然殺傷細胞被稱為非特異性毒性細胞(Non-specific cytotoxic,NCC),是最小的白細胞,呈多形性,細胞核有裂口,細胞質(zhì)相對較少,細胞表面有微絨毛,其可通過長的胞膜纖維吸附于靶細胞上;且魚類的頭部、脾腎及末梢血管中的NK細胞可直接殺傷魚體中各種靶細胞。NK細胞的殺菌作用是自發(fā)的,不需要任何的誘導,這類細胞在機體中與靶細胞接觸后,可通過自身產(chǎn)生淋巴毒素來殺傷和破壞靶細胞。在軟骨魚中,這種具有自發(fā)殺菌作用的細胞被普遍認為是巨噬細胞的一種。而硬骨魚中的這類細胞與哺乳動物NK細胞不同,它是一種較小的淋巴細胞樣細胞。其胞液中不含顆粒物質(zhì),呈多種晶型,可通過參與細胞毒性作用來調(diào)節(jié)機體免疫功能。

3魚類免疫分子

魚類機體中同時存在特異性和非特異性免疫系統(tǒng),特異性免疫是指當機體受抗原刺激時,淋巴細胞發(fā)生分化與增殖,并產(chǎn)生免疫球蛋白的應答過程。而非特異性免疫反應是機體與生俱來的一種固有免疫反應,其兩套系統(tǒng)都由不同的體液免疫分子參與介導免疫反應。這些免疫因子構成了機體正常免疫功能的分子基礎。

3.1抗菌肽

魚類體表及外層可分泌大量分泌物,如多功能皮膚黏液等,有資料顯示其在機體防御細菌及病毒等免疫過程中起重要作用。在動植物及哺乳類動物中,抗菌肽被作為先天性免疫反應中的一個因子而廣泛存在。其氨基酸數(shù)小于100,均為堿性多肽,常帶正電荷,N端有多聚腺苷酸殘基,C端均被酰胺化,第二位氨基酸多為色氨酸,且具兩親性二級結構。其抗菌機理主要是在細菌細胞膜上形成離子通道,破壞膜電位,從而引起細胞內(nèi)容物泄漏,進而殺滅細菌。其對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌均有抑菌效果。當魚體受到損傷或微生物刺激時,機體能夠迅速產(chǎn)生抗菌肽以抵御病原菌及微生物的侵襲。

3.2補體

魚類補體系統(tǒng)與高等脊椎動物一樣可分為三個補體激活途徑:經(jīng)典途徑(CCP),替代途徑(ACP)和凝集素途徑(LCP)。補體途徑是由一組30種以上的可溶性糖蛋白(包括補體分子C1-C9以及一組主要與旁路途經(jīng)有關的分子,如B因子和D因子等)組成。經(jīng)典途徑是指被細胞表面的抗體激活,包括一些急性蛋白激活及病毒、細菌或病毒感染細胞激活;替代途徑不依賴于抗體,其直接可由病毒、細菌、真菌或腫瘤細胞等外來微生物激活;凝集素途徑的激活是由結合在微生物細胞表面的蛋白復合體(甘露糖結合凝集素,mannose-binding lectin,MBL)、與MBL相關的蛋白酶和與MBL相關的小蛋白,以碳水化合物群的形式結合在細菌的表面,絲氨酸蛋白酶(MASPs)和葡萄糖結合凝集素(GBL)替代經(jīng)典途徑中抗原抗體復合物,在不依賴抗體的情況下,激活凝集素途徑。然而,有關硬骨魚類中MBL關聯(lián)絲氨酸蛋白酶的編碼基因的分子研究和作用機制卻鮮為人知。所有這三種途徑收斂到裂解途徑,從而引起調(diào)理素作用或者直接導致微生物死亡。

3.3抗體

抗體是指當機體在遭遇抗原刺激下,由記憶細胞或B淋巴細胞增殖分化而成的漿細胞所產(chǎn)生的一類具有免疫功能的、可與相應抗原發(fā)生特異性結合的球蛋白。其主要分布在血清中,也分布于組織液及外分泌液中。世界衛(wèi)生組織在1964年將免疫球蛋白(Ig)統(tǒng)一定義為具有抗體活性以及與抗體相關的球蛋白。一般來說,免疫球蛋白包括已證明抗體活性的正常免疫球蛋白和未證明抗體活性的異常免疫球蛋白(如異常Y球蛋白血癥患者血液中的免疫球蛋白)。因此,所有抗體均為免疫球蛋白,而并非所有的免疫球蛋白均為抗體。

整個抗體分子可分為兩部分,即恒定區(qū)和可變區(qū)。在同一物種中,不同抗體分子的恒定區(qū)都具有相同或幾乎相同的氨基酸序列。哺乳動物可根據(jù)重鏈不同將抗體分為五種不同類型的免疫球蛋白(IgM,IgA,IgD,IgE,IgG)。在硬骨魚中,迄今為止,僅發(fā)現(xiàn)IgM和IgD兩類免疫球蛋白。免疫球蛋白的主要功能包括與特異性抗原(包括外來的和自身的)相結合從而有效地清除侵入機體內(nèi)的微生物、寄生蟲等異物,激活補體與Fc受體相結合從而激發(fā)調(diào)理作用。魚類與哺乳動物相比,魚類抗體形成的時間長,抗體滴度低。抗原(包括抗原性質(zhì)、劑量、免疫方式等)、機體狀態(tài)(性別、年齡、體重、營養(yǎng)狀況及激素水平等)和環(huán)境變化(脅迫、溫度、光照及水體中有機物和無機物等)都會影響魚類免疫球蛋白表達水平。

3.4細胞因子

在先天性非特異性免疫中,機體釋放了大量的促免疫細胞因子。在過去的幾年里,有關于魚類趨化因子和細胞因子的研究越來越多。細胞因子是一類由外源微生物及其他刺激劑誘導多種免疫細胞產(chǎn)生的可溶性蛋白質(zhì),其分子量低,具有調(diào)節(jié)機體特異性及非特異性免疫、促進血細胞分化與增值、修復受損細胞等功能。細胞因子主要分為白介素、干擾素、腫瘤壞死因子、生長因子及趨化因子等,其可通過與靶細胞表面受體相結合并將刺激信號傳人機體細胞,從而調(diào)節(jié)細胞的增殖與分化,進而對機體免疫功能進行調(diào)控。同時,免疫因子還可通過各種分泌方式如自分泌等調(diào)節(jié)機體免疫機能和生理代謝反應。

3.4.1腫瘤壞死因子 在哺乳動物中,腫瘤壞死因子主要由活化的巨噬細胞、單核細胞、中性粒細胞、自然殺傷細胞和T細胞分泌產(chǎn)生,能殺傷和抑制腫瘤細胞,促進中性粒細胞的吞噬作用,誘導肝細胞急性期蛋白的合成以及促進細胞的增殖和分化,是一個重要的炎癥因。TNF-α主要由單核巨噬細胞分泌,TNF-β主要由T淋巴細胞分泌。大量研究證明TNF-α是一個由白細胞分泌的重要的巨噬細胞激活因子(macrophage-activating factor,MAF)。且有研究顯示魚體中多發(fā)現(xiàn)TNF-αmRNA的表達。在虹鱒(Oncorhynchus mykiss)、大菱鲆(Scophthalmusmaximus)、海鯉(Nemadactylus bergi)中,均發(fā)現(xiàn)MAF能激發(fā)巨噬細胞的活性反應,提高呼吸爆發(fā)活性、吞噬作用和一氧化氮的含量。

3.4.2干擾素(Interferons,IFNs) 干擾素是一種分泌蛋白,能夠在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)干擾素刺激基因(IFN-stimulated genes,ISGs)的表達,進而使脊椎動物的細胞進入一種抗病毒的狀態(tài)。在哺乳動物中,根據(jù)基因序列、蛋白結構和功能的不同將干擾素分為三種不同的類型,分別是type I IFN、type II IFN和IFN-λ。 Type IIFN包括IFNα和IFNβs,在大部分細胞中主要由病毒誘導分泌。然而Type II IFN與IFN-λ均是由自然殺傷細胞和T淋巴細胞分泌產(chǎn)生。在斑馬魚(Batchydanio rerio war.)、大西洋鮭魚(Salmo salar)、金娃娃魚(Tetraodon nigroviri-dis)等中也克隆出了干擾素基因。干擾素的作用機制為當細胞感染后分泌的干擾素能夠與周圍未感染細胞上的相關受體作用,促使這些細胞合成抗病毒蛋白防止進一步的感染和復制,從而起到抗病毒作用。在哺乳動物中,抗病毒作用是由干擾素刺激基因誘導產(chǎn)生的蛋白所引起的,這是一種黏液病毒蛋白(myxovirus,Mx),存在于從哺乳類到魚類的細胞質(zhì)或細胞核中,具有抗病毒的活性。它也是硬骨魚類中唯一報道的能由干擾素產(chǎn)生的抗病毒蛋白。

3.4.3白介素 白細胞介素(Interleukins,IL)簡稱白介素,是一類由白細胞等多種細胞產(chǎn)生并具有重要調(diào)節(jié)作用的糖蛋白。它屬細胞因子,在機體中可與血細胞生長因子互相協(xié)作、相互協(xié)調(diào),共同完成免疫調(diào)節(jié)和造血功能。IL在信息的傳遞,免疫細胞的激活與調(diào)節(jié),T、B淋巴細胞的增殖與分化以及炎癥反應中均起重要作用。IL-1主要由巨噬細胞產(chǎn)生,此外幾乎所有的核細胞,如B細胞、NK細胞、體外培養(yǎng)的T細胞、中性粒細胞及平滑肌細胞均可產(chǎn)生IL-1。它是促炎癥因子的一種,能夠通過調(diào)節(jié)其他細胞因子從而間接引起一連串的反應,進而導致炎癥。IL-1主要分為IL-1α和IL-1β兩種不同的分子形式,但他們結合相同的細胞表面受體,發(fā)揮相同的作用。在硬骨魚類的虹鱒和大西洋鮭中也發(fā)現(xiàn)了IL一1β的受體,其在魚體頭腎、脾臟、鰓中表達較高,在炎癥反應中起重要作用。

3.4.4趨化因子(Chemokines) 趨化因子是一類低分子(多為8—10KD)的細胞因子家族蛋白(如IL-8、MCP-1等),其具有定向細胞趨化作用。其在機體中既可促進機體炎癥反應,又可控制機體在正常的修復和發(fā)育過程中的發(fā)生的細胞遷徙,對機體的免疫調(diào)控具有重要作用。有一些趨化因子可控制機體免疫細胞趨化反應,如誘導淋巴細胞到淋巴結等。這些淋巴結中的趨化因子可通過與這些組織中的抗原提呈細胞相互作用而監(jiān)視病原體的入侵。趨化因子存在于所有的脊椎動物與一些病毒及細菌中,而在無脊椎動物中則不存在。許多研究證明,在硬骨魚類的虹鱒(On-corhynchus mykiss)、鯉魚(Cyprinuscarpio)、鯰魚(Silurus asotus)及比目魚(Paralichthys olivaceus)等中均確定有趨化因子的存在。

3.4.5金屬離子結合蛋白 金屬離子結合蛋白包括轉(zhuǎn)鐵蛋白、血漿銅藍蛋白和金屬硫蛋白。血清轉(zhuǎn)鐵蛋白(Transferrins,Tf),又稱為鐵傳遞蛋白,是魚體內(nèi)鐵的運輸者,是血清中一種非血紅素結合鐵的β-球蛋白。不同種屬的魚類雖具有不同的Tf,但每個Tf均含有2個三價鐵離子的結合位點。鐵是微生物代謝和繁殖所必需的基本元素,由于轉(zhuǎn)鐵蛋白在機體中具有很高的鐵結合能力,其可將機體吸收及儲存的鐵離子運輸?shù)郊t細胞供給血紅蛋白使用,從而防止機體鐵元素的損耗。同時,轉(zhuǎn)鐵蛋白對微生物的分化與增值均具有抑制作用;血漿銅藍蛋白(Ceruloplasmin)又稱為亞鐵氧化酶,是一種由單一多肽鏈組成的藍蛋白,其可以螯合銅和其它的二價陽離子。例如它可以將亞鐵離子氧化為鐵離子,然后將鐵離子結合到轉(zhuǎn)鐵蛋白上,促進機體對鐵元素的吸收及利用。同時,血漿銅藍蛋白還可加速鐵元素的運輸,使其得到充分利用;金屬硫蛋白(Metallothio-nein,Mt)分子量低且熱穩(wěn)定,其含有豐富的可以與銅、鋅、鈣和汞等金屬離子相結合的半胱氨酸。當機體遭受外源因子刺激或發(fā)生炎癥反應時,可產(chǎn)生大量金屬硫蛋白與相應細胞膜上受體發(fā)生特異性結合,直接或間接影響機體吞噬能力及呼吸爆發(fā)活性,從而調(diào)節(jié)機體免疫功能,殺滅病原微生物。

4小結

總的來說,進入二十一世紀以來有關魚類免疫學研究取得了很大進步。同時,也引起了眾多免疫學家的廣泛重視,對魚類免疫系統(tǒng)的進化及魚病的防治提供了一定的理論指導。然而,魚類免疫系統(tǒng)錯綜復雜,目前對魚類特異性免疫和非特異性免疫機制的研究并不完善。尤其是如何選擇一種天然、無毒副作用的藥物防治魚病、提高機體非特異性免疫力,同時也不影響健康魚體的生長,這還需要進一步的研究與探索。

(收稿日期:2017-12-05)

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