贝类免疫学研究进展

贝类免疫学研究进展摘要：综述了贝类免疫在细胞学和分子生物学研究方面取得的新进展，阐述了贝类血细胞中与免疫有关的结构和功能血细胞的培养和凋亡。贝类动物细胞免疫主要通过细胞的吞噬作用完成。溶酶体酶、凝集素、抗茼肽等体波免疫因子以杀茵、促进吞噬等方式参与贝类的免疫防御，阿片样活性肽、细胞因子、细胞激酶等是贝类免疫通信中的化学递质。化学递质通过介导免疫信号传导参与贝类的免疫防御，也是近年贝类的免疫研究的新热点。贝类生活环境中的各种因子能显著改变贝类的免疫机能，贝类对生态因子的敏感性使贝类的生态学研究成为人类等高等动物的生态免疫学研究模式。关键字：细胞免疫；体液免疫；化学递质；分子生物学全面阐释贝类的免疫机制和免疫生态学机制，对于贝类自身抗病能力的提高和高等动物的免疫生态学研究都有重要的理论意义和实际意义。贝类的免疫反应系统包括细胞免疫和体液免疫，两者密切相关，在抵御异物侵袭方面相辅相成，贝类通过免疫应答，提高机体的抵抗力。贝类的免疫学研究已有百余年的历史，目前，贝类免疫学研究已经从贝类血细胞结构和功能的研究，体液免疫因子的发现和分离，进入到探索化学递质介导的免疫信号传导和各种免疫因子相互作用的阶段。本文就多年以来国内外对贝类血细胞的分类，血细胞中与免疫有关的细胞结构，血细胞的培养和凋亡，免疫因子及其在抵御病原生物入侵时所起的作用，与贝类免疫相关的基因研究，贝类免疫的细胞和分子生物学机制及免疫调节机理等方面取得的进展做一综述。l.贝类的细胞免疫1.1血细胞的分类对于贝类血细胞的分类，多数学者根据大小和胞内颗粒，将贝类血细胞分为有颗粒细胞和无颗粒细胞，而许多贝类还存在其他的一些亚型。分类方法多采用电镜观察结合一些细胞染色技术以及借助流式细胞仪将大小和粒度存在差异的贝类血细胞区分[1]，张朝霞[2]，提出细胞核质比和免疫功能特点是贝类血细胞分类的重要依据，结合血细胞的形态结构可以将杂色鲍血细胞分成两大类（颗粒细胞和无颗粒细胞），而无颗粒细胞又可以进一步细分成透明细胞和类淋巴细胞，两者在核质比和细胞免疫功能上明显不同。1.2血细胞的功能贝类血细胞参与了机体损伤的修复、贝壳的重建、吞噬异物颗粒和消除有毒物质等过程，是贝类免疫的主要承担者。异物入侵贝类机体直至异物被吞噬和消化的整个过程，需要血细胞内和血淋巴中很多物质的参与，一些学者指出该过程受到温度、盐度和污染物等环境胁迫因素的影响。张朝霞[2]等首次研究了对杂色鲍流行病病原弧菌具有良好抑菌效果的。种抗生素对杂色鲍血细胞的吞噬、趋化和溶酶体膜完整性等免疫功能的影响，发现种抗生素对鲍血细胞的免疫功能均有不同程度的破坏，且促进血细胞吞噬活性的作用并非随抗生素的浓度上升而提高，以此说明贝类养殖中滥用抗生素和盲目加大投放浓度的严重后果，并发现链霉素用于治疗鲍弧菌病，不但可以显著地提高杂色鲍血细胞对病原弧菌的吞噬活性，对鲍血细胞的趋化和产生活性氧等免疫功能的破坏程度也低。2体液免疫在贝类的免疫系统中，除了细胞免疫方式外，血淋巴中的溶酶体酶、凝集素、非特异性抗菌肽等体液因子也发挥重要的防御作用。细胞免疫和体液免疫协同作用，共同抵抗外来物质的入侵。2．1溶酶体酶溶酶体酶主要有酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、p葡萄糖甘酸酶、脂肪酶、氨肽酶、溶菌酶等，这些酶主要存在于颗粒细胞的溶酶体中，在细胞吞噬作用中，通过脱颗粒作用释放到血清中发挥作用[3]。其中，溶菌酶是溶酶体中一种最重要的酶，通过溶解杀伤细菌的方式起滤食海水细菌，防御病害的作用。其他的酶，如酸性磷酸酶、碱性磷酸酶等既能直接起抗菌作用，又能作为调节因子影响细胞的吞噬。2．2凝集素凝集素是一种非特异性免疫的蛋白质或糖蛋白，具有凝集细胞、抑制病原微生物等多种生物活性。在多种贝类的组织中，都发现了凝集素的存在[4]。凝集素的基本功能是通过免疫识别作用实现的，即凝集素表面携带的特异性糖基决定簇的受体能根据不同颗粒表面的糖基来识别异己。凝集素的识别作用能促进吞噬作用而具有调理素的功能。凝集素具有的特异性地识别细胞表面糖残基的功能，能被不同的糖类抑制[5]，表明在泥蚶凝集素的活性能被乳糖和半乳糖抑制。凝集素的活性还受到环境因子的影响，因为环境中的pH和离子浓度改变了结合位点的构象，从而影响凝集素与受体的结合。2．3抗茵肤抗菌肽是动物体内一类具有广谱抗菌活性的肽的总称。在贝类中，抗菌肽的研究主要集中在贻贝，在病原刺激时，抗菌肽的迅速表达和全身分布使抗菌肽成为贝类体液防御中第一道重要防线。根据其化学性质的不同，mittaG[6]等把从贻贝中分离纯化的抗菌肽分为防御素、贻贝素、贻贝肽和贻贝霉素。抗菌肽主要以活跃的形式存在于颗粒细胞中，当受到病原微生物入侵时，分泌到细胞表面，直接起抗菌作用。防御素是当前抗菌肽中研究最多的一种，具有杀伤微生物细胞和生长旺盛的癌细胞的功能。已经分离纯化的防御素是一类具有小分子质量、阳子、富含半胱氨酸，同时又有特定抗菌活性的一类抗菌肽。3.贝类免疫细胞和分子生物学机制3.1贝类的免疫应答贝类的免疫过程大致分为!异物识别：异物激活细胞和体液免疫细胞吞噬异物并释放各种免疫物质以及血浆中的免疫因子共同对靶细胞进行消化。研究表明，不同种牡蛎对派金虫具有不同免疫应答，大部分美洲牡蛎对派金虫很敏感，而少部分的美洲牡蛎和太平洋牡蛎却对派金虫具有抗性，其机制如下：（1）抗性牡蛎：当派金虫入侵时，其细胞膜表面的受体被牡蛎识别，牡蛎血细胞总数增多并开始吞噬派金虫，同时牡蛎血淋巴中产生派金虫丝氨酸蛋白酶抑制剂，对派金虫起到抑制和消灭的作用[6]。（2）敏感牡蛎：派金虫入侵后大量分泌丝氨酸蛋白酶，敏感牡蛎血淋巴中没有丝氨酸蛋白酶抑制剂，而且血清中还存在派金虫丝氨酸蛋白酶的受体，同时派金虫还分泌一些因子阻止牡蛎产生活性氧，从而逃避敏感牡蛎的免疫机制。[7]除牡蛎外，也有不少学者探讨螺类对血吸虫的不同抵抗力Mahmoud等[8]在研究中发现,对血吸虫具有抗性的扁卷螺和敏感扁卷螺相比,二者血淋巴中与活性氧产生和消除有关的各种酶如CAT和SOD等在含量上存在显著差异.SOD等因子通过影响螺产生活性氧可能在螺对血吸虫的免疫反应中起着重要的调节作用.对于血吸虫的孢子如何在敏感螺中存活的机制目前还不太清楚,Carton等推测这些孢子可能是通过分子修饰的被动机制来逃脱宿主的免疫，而血吸虫产生的一些分泌物对螺血细胞的运动、粘附和吞噬活性产生明显抑制。4.免疫调节和免疫信号的传递（1）阿片样肽的免疫信号传递作用阿片样肽（如吗啡和啡呔）是哺乳动物细胞中常见的信号传递重要因子，Leung]最初从贻贝的足部神经节分离到结构、功能、对金属离子的依赖性都和哺乳动物脑啡呔非常相似的物质，意味着贝类有可能存在着神经免疫调节系统，强啡呔原是脑啡呔的一个前体，Stefano等[9]的研究结果表明贻贝中确实存在强啡呔原，在贻贝血细胞的表面存在着类似哺乳动物的阿片样肽受体和将免疫信号因子前体强啡呔原分解成类似哺乳动物啡呔的蛋白酶，证实了强啡呔原在贻贝免疫系统中免疫因子的传递和免疫细胞间相互作用中的重要地位。（2）调节的信号传导途径丝裂原活化蛋白激酶是一族含有丝氨酸（苏氨酸残基的蛋白激酶，该系统是将细胞外刺激信号传递到细胞核，引起细胞生物学反应的重要信号传导系统.P38MAPK是该家族的一员.学者们研究发现,通过抗体技术在经E.coli感染的地中海贻贝血淋巴中可以检测到它，用它激活途径的酶类抑制剂来处理血细胞，贻贝血细胞的杀菌活性大大下降。进一步证实它是细菌感染地中海贻贝后的免疫信号传导途径之一，说明贝类血细胞杀菌活力受控于MAPKs的信号传递途径[10].5.展望在体液免疫和细胞免疫两个大的方面，贝类的免疫研究已经做过很多工作，并有了比较全面的了解。但体液免疫和细胞免疫之间的协同关系和在这种相互作用中不同细胞的协作机制还不十分明确。化学递质在贝类免疫细胞之间、免疫系统和其他系统之间的桥梁作用对于理解贝类各种免疫因子的关系和它们之间的协作机制提供了新的视角。贝类的生态学免疫的简单模式对于了解人的免疫疾病的产生机理有着重要意义。利用分子生物学分离、重组、转移各种贝类抗病、抗逆基因，或者直接注射基因疫苗来提高贝的免疫力将是这方面研究的一个新的方向。参考文献：[1]周永灿.海洋贝类病害及其研究进展[J].海南大学学报:自然科学版,2000,18(2):207-212[2]张朝霞.杂色鲍血细胞和体液免疫因子研究[D]厦门:厦门大学，2006[3]陈皓文.魏玉西.郭道森.贻贝防卫素的研究进展[J]．广西科学，2003,10(2)；129-134．[4]胨寅山，何桂颍．饶小珍．泥蚶血淋巴液凝集亲的分离纯化及其性质研究[J]分子细胞生物学报.2006,39(5)；453—460.[5]MittaG.VandenbulckeF,RochP.Originalinvolvementofantimicrobialpeptidesinmusselinnateimmunity[J].FebsLett．2000，486(3)1185-190．[6]MittaG,HubertF,DyrndaEA,etal，MytilinBandMGD2,twoantimicrobiaipeptidesofmarinemussels;genestructureandexpressionanalysis[J].developmentalandComparativeImmunology,2000,24[4];381-393[7]MahamoudAH,RizkMZ.Freeradicalscavengersinsusceptible/resistantBiomphalariaalexandrinasnailsbeforeandinfection[J].ComparativeBiochemistryandPhysiology,PartC,2004,138(4):525-530.[8]CartonY,NappiAJ,PoirieM,Geneticsofanti-parasiteresistanceininvertebrates[J].DevelopmentalandComparativeImmunology,2005,29(1)；9-32.[9]StefanoGB,SalzetM.Mytilusedulishemolymphcontainprodynorphin[J].Immunologyletters,1998,63(1):33-39.[10]CanesiL,LorussoC,CiacciC,etal,Environmentalestrogenscanaffectthefunctionofmusselhemocytesthroughrapidmodulationofkinasepathways[J].GeneralandComparativeEndocrinology,2004,138(1):58-69.