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水产学院研究团队在鱼类黏膜免疫领域取得新进展
作者:于永耀编辑:黄玮审核:徐镇发布时间:2022-07-05

南湖新闻网讯(通讯员 于永耀)近日,我校水产学院研究团队和美国宾夕法尼亚大学J. Oriol Sunyer教授团队合作研究成果以“Teleost swim bladder, an ancient air-filled organ that elicits mucosal immune responses”为题在Cell Discovery发表。研究首次发现低等脊椎动物鱼类的鳔具有重要黏膜免疫功能,揭示鱼类黏膜免疫球蛋白抗病毒感染的适应性免疫应答机制。

脊椎动物气体填充器官最早出现于4亿年前辐鳍鱼类中,被称为“原肺”。在泥盆纪时期,早期鱼类由水中向陆地过渡。为了适应外界环境,早期鱼类“原肺”逐渐演化形成四足动物的肺,行使呼吸作用。然而,生存在水中的大部分硬骨鱼类则演化出鳔,主要调节身体在水中的浮沉。继“进化论之父”达尔文提出鳔和肺是同源器官的假说之后,许多科学家陆续从组织形态、器官发育和分子生物学等方面找到很多相关证据支持这一观点。

哺乳动物肺与外界相通,肺黏膜在抵御外界病原侵染时发挥重要的作用,形成一道免疫防线,IgA作为体液免疫应答效应分子在其中发挥重要功能。然而,目前研究发现鱼鳔除了能控制身体浮沉,还具有呼吸、发声和听觉等辅助功能。那么,鱼鳔与四足动物肺同源,鳔是否具有免疫功能呢?

鱼鳔黏膜形态结构

鱼鳔黏膜形态结构

为了回答这一科学问题,研究团队从组织结构、淋巴细胞组成和免疫应答等方面对鱼鳔进行研究,发现鱼鳔具有肺类似的I型黏膜上皮,表面覆盖一层黏液,存在弥散性黏膜相关淋巴组织(MALT)。通过构建鳔注射传染性造血器官坏死病毒(IHNV)感染模型,发现病毒能够入侵上皮层,引起组织损伤,并诱导鳔组织产生强烈的先天和适应性免疫反应。进一步研究发现病毒感染后鳔黏膜中IgT+ B细胞显著增殖,并在局部分泌大量病毒特异性IgT,这些IgT由黏膜上皮细胞分泌的多聚免疫球蛋白受体(pIgR)介导转运。跟IgM和IgD相比,黏膜IgT对病毒具有更显著的中和作用。更重要的是,存活下来的鱼鳔黏膜抵御二次病毒入侵。当存活鱼鳔组织中IgT+ B细胞被耗竭(depletion)后,二次感染会导致病毒载量显著增加,组织病变再次发生,表明特异性IgT在鱼鳔黏膜抗病毒感染中发挥重要功能。这些结果首次揭示鱼鳔的黏膜免疫功能,表明尽管鱼鳔和四足动物肺在生物演化过程中分属两支,而且生理功能上存在很大差异,但它们拥有类似的黏膜免疫应答机制。

我校水产学院博士后于永耀、博士生黄振宇和董雰,中国科学院水生生物研究所博士后孔维光为论文共同第一作者,中国科学院水生生物研究所徐镇研究员和美国宾夕法尼亚大学J. Oriol Sunyer教授为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家博士后创新人才计划等项目的支持。

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