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      研究揭示了魚類如何通過鰓控制微生物
      
			
      
				2019-01-29 11:23:40
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      賓夕法尼亞大學獸醫(yī)學院教授Oriol Sunyer將魚描述為“開放的腸道游泳”。他們的粘膜表面 - 皮膚，消化道和鰓 - 與水持續(xù)接觸，包括水可能含有的任何病原體。在水產(chǎn)養(yǎng)殖設施中，這種暴露是一種風險，因為疾病可以迅速撕裂人群。為了改進保持魚類健康的疫苗，研究人員因此非常有興趣了解魚類如何通過其粘膜表面檢測和應對病原體。人們也非常有興趣了解魚類如何控制居住在呼吸道表面的“友好”微生物群落。
      

      研究揭示了魚類如何通過鰓控制微生物
      

      在Nature Communications雜志上發(fā)表的一項新研究中，Sunyer及其同事在這一理解中取得了進展。他們的研究表明，魚類在鰓中誘導產(chǎn)生特定抗體，以應對病原體的暴露。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)鰓的微生物群上涂有同樣的抗體，一種叫做IgT的免疫球蛋白，其功能最初是由Sunyer的實驗室在2010年發(fā)現(xiàn)的。在此研究之前，人們認為只有哺乳動物才有這樣的抗體。精制的局部粘膜免疫反應。
      

      “我們的工作是第一個證明魚可以對粘膜呼吸表面內(nèi)的病原體和微生物群產(chǎn)生局部抗體反應的工作，”Sunyer說。“我們可能期望粘膜免疫球蛋白在控制哺乳動物肺部的微生物群方面發(fā)揮關鍵作用，這是一個尚未探索的問題。”
      

      除了Sunyer，研究團隊還包括第一作者Zhen Xu，Penn Vet的Fumio Takizawa和Daniela Gomez，巴塞羅那自治大學的David Parra，哥本哈根大學的Louise von Gersdorff Jorgensen和Clear Springs Foods的Scott E. LaPatra公司
      

      在以前的工作中，Sunyer及其同事發(fā)現(xiàn)IgT是參與魚體內(nèi)臟和皮膚病原體反應的主要免疫球蛋白，他們發(fā)現(xiàn)IgT還可以覆蓋生活在這些表面的共生細菌，可能有助于防止這些微生物失控并導致疾病。
      

      因為鰓是被認為是粘膜表面的呼吸器官，研究人員希望看看那里是否存在類似的免疫防御機制。為了研究，他們首先檢查了虹鱒魚的鰓粘液，發(fā)現(xiàn)IgT很豐富，但其他免疫球蛋白，IgD和IgM也存在。通過檢查鰓微生物群，他們發(fā)現(xiàn)IgT是鰓中的主要抗體包被細菌，與該團隊早先在魚皮和腸道中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果一致。
      

      為了確定這種流行是否表明IgT在鰓中對病原體的反應中起作用，研究人員將鱒魚暴露于導致白斑病的寄生蟲中，這是一種常見的養(yǎng)殖，寵物和野生魚類感染，特別針對皮膚和鰓。
      

      感染后幾周，研究小組調(diào)查了留在鰓中的寄生蟲，發(fā)現(xiàn)它們絕大多數(shù)都涂有IgT; 只有少數(shù)人有一些IgM包被，并且沒有檢測到IgD包被的寄生蟲。感染后存活的魚的鰓中產(chǎn)生IgT的B細胞也顯著增加，這是IgT反應對抗寄生蟲的關鍵。
      

      Sunyer的研究小組觀察到魚類暴露于不同病原體后的類似反應，病原體是黃桿菌菌株，它影響皮膚和鰓，是養(yǎng)殖和野生淡水魚死亡的主要原因。
      

      進一步的實驗證實，IgT和產(chǎn)生IgT的B細胞的這些增加對鰓是特異性的，而不是全身或血清產(chǎn)量增加的結(jié)果，這首次表明非哺乳動物物種可以在當?shù)卣T導專用粘膜免疫反應。
      

      從進化的角度來看，研究結(jié)果表明呼吸表面的復雜免疫防御機制在脊椎動物進化的早期出現(xiàn)。
      

      “我們的研究揭示了魚類在粘膜免疫球蛋白和呼吸道表面之間的古老伙伴關系，從而表明從免疫學角度控制呼吸道表面的基本原則在所有下顎脊椎動物中都得到保護，”Sunyer說。
      

      而且，在實際層面上，這項工作繼續(xù)為制定更好，更便宜的魚類疫苗的策略提供信息，這是使魚成為世界上安全且可負擔得起的食物蛋白質(zhì)來源的關鍵一步。
      

      “開發(fā)魚類疫苗需要付出巨大的努力，”他補充說，包括所謂的“沐浴疫苗”，它們只是掉入水中，被動物的鰓和皮膚吸收。“因此，通過了解鰓粘膜免疫是如何起作用的，我們希望找到更好的方法將疫苗注射到這些動物的鰓中并誘導對傳染病的保護性免疫。”
      
			

			
        
      
			
      
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