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我校揭示鱼类免疫球蛋白在维持黏膜共生微生物稳态中的免疫机制

核心提示: 近日,Science Immunology在线发表了我校水产学院教授徐镇课题组和美国宾夕法尼亚大学合作的最新研究成果,揭示了鱼类免疫球蛋白在维持黏膜共生微生物稳态中的免疫应答机制。

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南湖新闻网讯(通讯员 于永耀)近日,水产学院教授徐镇课题组和美国宾夕法尼亚大学J. Oriol Sunyer教授团队合作解析了鱼类特有免疫球蛋白IgT所包被的鳃黏膜表面微生物的类型,揭示了鱼类免疫球蛋白在维持黏膜共生微生物稳态中的免疫应答机制。

2月8日,该研究以“Specialization of mucosal immunoglobulins in pathogen control and microbiota homeostasis occurred early in vertebrate evolution”为题在线发表于Science Immunology上。截至目前,这是Science Immunology自2016年创刊以来唯一一篇以养殖鱼类为研究对象发表的文章。

黏膜组织作为脊椎动物免疫防御的第一道防线,能够参与保护机体免受病原微生物的入侵。在正常情况下,宿主的免疫系统与黏膜表面共生微生物处在一个动态平衡状态中。哺乳动物分泌型IgA能够维持黏膜组织处微生物稳态、促进微生物定植以及抵御病原的入侵。然而,这些功能在脊椎动物演化过程中是否具有一定保守性、低等脊椎动物如鱼类中是否也存在类似的功能还不清晰。鱼类是生物演化过程中最早产生免疫球蛋白(适应性免疫主要效应分子)的脊椎动物。我们前期研究发现鱼类存在特有的黏膜免疫球蛋白IgT(Xu et al., PNAS, 2013;Xu et al., Nature Communications, 2016),可以识别黏膜共生微生物并结合到其表面(Yu et al., iScience, 2019),在抗寄生虫和细菌等病原感染过程中发挥类似哺乳动物IgA的重要免疫功能(Yu et al., PLoS Pathogens, 2018;Kong et al., Journal of Immunology, 2019)。但是有关鱼类免疫球蛋白在黏膜微生态环境中的分子免疫机制尚不清楚。

为探究黏膜免疫球蛋白在维持黏膜共生微生物稳态中的作用机制,徐镇课题组和J. Oriol Sunyer团队以虹鳟为研究对象,明确了鱼类IgT所包被的鳃黏膜表面微生物的组成,并通过构建鱼类IgT耗竭(depletion)模型,进一步验证了IgT在黏膜抗寄生虫感染过程中所发挥的重要功能。研究团队还发现,黏膜细菌微生态发生紊乱后,一些条件性致病菌(如黄杆菌目细菌)显著性增加,黏膜组织表面微生物发生易位,最终引发组织病变和炎症反应。随着分泌型IgT水平的恢复,黏膜组织中IgT包被微生物的比例以及类型也恢复到正常水平,黏膜免疫稳态也恢复平衡。该研究首次揭示了鱼类IgT在防止病原入侵和维持黏膜共生微生物稳态中的重要功能。

徐镇和美国宾夕法尼亚大学Fumio Takizawa为论文共同第一作者,J. Oriol Sunyer为论文通讯作者,我校博士研究生于永耀参与了部分研究工作。该研究得到了中国国家自然科学基金、美国NIH和国家科学基金等项目的资助。

文章链接:https://immunology.sciencemag.org/content/5/44/eaay3254

审核人:徐镇、张永安

责任编辑:黄雅姿
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