貝類學(xué)課程論文

1、廣東海洋大學(xué)科目：-貝類學(xué)課程論文題目：-貝類免疫學(xué)研究進(jìn)展專業(yè)：-電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：-電氣1102班學(xué)號(hào)：-201011631211姓名：-李榮光貝類免疫學(xué)研究進(jìn)展前言：1、貝類動(dòng)物細(xì)胞免疫主要通過細(xì)胞的吞噬作用完成。2、溶酶體酶、凝集素、抗菌肽等體液免疫因子以殺菌、促進(jìn)吞噬等方式參與貝類的免疫防御，阿片樣活性肽、細(xì)胞因子、細(xì)胞激酶等是貝類免疫通信中的化學(xué)遞質(zhì)。3、化學(xué)遞質(zhì)通過介導(dǎo)免疫信號(hào)傳導(dǎo)參與貝類的免疫防御，也是近年貝類的免疫研究的新熱點(diǎn)。貝類生活環(huán)境中的各種因子能顯著改變貝類的免疫機(jī)能，貝類對(duì)生態(tài)因子的敏感性使貝類的生態(tài)學(xué)研究成為人類等高等動(dòng)物的生態(tài)免疫學(xué)研究模式。4、現(xiàn)代業(yè)通過

2、基因工程技術(shù)的手段來提高貝類的免疫力以適應(yīng)業(yè)的發(fā)展。正文1貝類的細(xì)胞免疫1.1吞噬作用貝類的細(xì)胞免疫主要通過吞噬作用完成。入侵貝類體內(nèi)的病原體，如原蟲、細(xì)菌、真菌、生物大分子和自身的壞死細(xì)胞、細(xì)胞碎片都通過血細(xì)胞吞噬作用消除，整個(gè)過程大致可以分為趨化、黏附、識(shí)別、內(nèi)吞和消化殺死幾個(gè)階段。吞噬作用的基礎(chǔ)是免疫識(shí)別，血細(xì)胞對(duì)異物的消除速率取決于細(xì)胞表面特征。當(dāng)然，血細(xì)胞的吞噬能力還受到體液因子和外界條件的影響，如受到抗原的刺激時(shí)，貝類就表現(xiàn)出炎癥反應(yīng)和吞噬反應(yīng)1。不同的血細(xì)胞在吞噬中的作用也不一樣，顆粒細(xì)胞是主要的吞噬細(xì)胞，有很高的吞噬能力。殺傷內(nèi)吞進(jìn)貝類體內(nèi)異物的途徑之一是由多種活性氧中間體(r

3、eactive oxygen intermediates，ROIs)完成的。ROIs伴隨吞噬作用中的呼吸爆發(fā)(Respiratory burst)過程，由細(xì)胞膜上的高鐵細(xì)胞色素氧化還原酶產(chǎn)生。產(chǎn)生的ROIs包括超氧陰離子、過氧化氫、羥基自由基和超鹵化物(Hypohalides)等6。Nakamura等7在靜止和刺激狀態(tài)的扇貝中都檢測(cè)到了超氧化氫的產(chǎn)生。O 與NO結(jié)合產(chǎn)生的硝酸鹽超氧化物陰離子 (peroxynitrite anion)是一種穩(wěn)定的、高毒性的ROIs類物質(zhì)，其有效滅菌活性使其成為最重要的一種活性氧中間物8。ROIs的氧化對(duì)宿主和病原體都有傷害，貝類體內(nèi)ROIs的消除需要超氧化物歧

4、化酶(superoxide dismutase，SOD)的參與。在氧化過程中，機(jī)體蛋白的變性會(huì)誘導(dǎo)貝類和入侵的病原體體內(nèi)產(chǎn)生熱激蛋白(heat shock proteins，HSPs)。HSPs會(huì)誘導(dǎo)貝類體內(nèi)大量蛋白類物質(zhì)的折疊和生成，這些物質(zhì)釋放到體液中，會(huì)促進(jìn)吞噬作用和提高貝類面對(duì)環(huán)境脅迫時(shí)的免疫力9。溶酶體釋放的各種水解酶是殺傷外來物的另外一種機(jī)制。除了直接參與貝類細(xì)胞免疫外，溶酶體酶還能作為調(diào)理素有效調(diào)節(jié)吞噬作用。由此可以發(fā)現(xiàn)，貝類體內(nèi)的防御系統(tǒng)是一個(gè)有效的整體，各種免疫因子存在復(fù)雜的相互作用。1.2其他細(xì)胞免疫方式除吞噬作用外，貝類血細(xì)胞還在包囊作用、炎癥反應(yīng)、傷口修復(fù)等防御過程中發(fā)

5、揮作用。包囊作用，即貝類血細(xì)胞在吞噬比自己大的物質(zhì)時(shí)的一種特殊吞噬方式。在這種防御方式中，血細(xì)胞會(huì)動(dòng)員自己全部的膜面積在異物表面完全伸展、扁平化，最后由若干吞噬細(xì)胞形成連續(xù)的細(xì)胞層而將異物包裹起來1，然后進(jìn)行降解消除。在研究珍珠貝的傷口修復(fù)中，Suzuki T等10發(fā)現(xiàn)，無顆粒細(xì)胞發(fā)揮關(guān)鍵作用，它能清理組織碎片，阻止血液繼續(xù)外流。同時(shí)，其分泌的細(xì)胞外基質(zhì)是上皮細(xì)胞再生的模板。貝類血細(xì)胞直接參與貝類的免疫防御，其血細(xì)胞數(shù)能成為貝類免疫水平評(píng)估的重要參數(shù)。2體液免疫在貝類的免疫系統(tǒng)中，除了細(xì)胞免疫方式外，血淋巴中的溶酶體酶、凝集素、非特異性抗菌肽等體液因子也發(fā)揮重要的防御作用。細(xì)胞免疫和體液免疫協(xié)

6、同作用，共同抵抗外來物質(zhì)的入侵。2.1溶酶體酶溶酶體酶主要有酸性磷酸酶(acid phosphatase，ACP)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，AKP)、葡萄糖甘酸酶(glucuronidase)、脂肪酶(lipase)、氨肽酶(aminopeptidase)、溶菌酶(lysozyme，LSZ)等，這些酶主要存在于顆粒細(xì)胞的溶酶體中，在細(xì)胞吞噬作用中，通過脫顆粒作用釋放到血清中發(fā)揮作用11。其中，溶菌酶是溶酶體中一種最重要的酶，通過溶解殺傷細(xì)菌的方式起濾食海水細(xì)菌，防御病害的作用。其他的酶，如酸性磷酸酶、堿性磷酸酶等既能直接起抗菌作用，又能作為調(diào)節(jié)因子影響細(xì)胞的吞噬。

7、另外，溶酶體中的脂肪酶、氨基肽酶等水解酶還能消化脂肪和蛋白質(zhì)，使溶酶體兼有消化和防御的功能。2.2凝集素凝集素是一種非特異性免疫的蛋白質(zhì)或糖蛋白，具有凝集細(xì)胞、抑制病原微生物等多種生物活性。在多種貝類的組織中，都發(fā)現(xiàn)了凝集素的存在12。凝集素的基本功能是通過免疫識(shí)別作用實(shí)現(xiàn)的，即凝集素表面攜帶的特異性糖基決定簇的受體能根據(jù)不同顆粒表面的糖基來識(shí)別異己。凝集素的識(shí)別作用能促進(jìn)吞噬作用而具有調(diào)理素的功能。凝集素具有的特異性地識(shí)別細(xì)胞表面糖殘基的功能，能被不同的糖類抑制，表明在泥蚶(Tegillarca granosa Linnaeus)凝集素的活性能被乳糖和半乳糖抑制13。凝集素的活性還受到環(huán)境因

8、子的影響，因?yàn)榄h(huán)境中的pH和離子濃度改變了結(jié)合位點(diǎn)的構(gòu)象，從而影響凝集素與受體的結(jié)合。研究證實(shí)，美洲巨蠣等多數(shù)軟體動(dòng)物的凝集素在pH67時(shí)才表現(xiàn)較強(qiáng)活力14。2.3抗菌肽抗菌肽是動(dòng)物體內(nèi)一類具有廣譜抗菌活性的肽的總稱。在貝類中，抗菌肽的研究主要集中在貽貝，在病原刺激時(shí)，抗菌肽的迅速表達(dá)和全身分布使抗菌肽成為貝類體液防御中第一道重要防線。根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)的不同，Mitta G等15把從貽貝中分離純化的抗菌肽分為防御素、貽貝素、貽貝肽和貽貝霉素。抗菌肽主要以活躍的形式存在于顆粒細(xì)胞中，當(dāng)受到病原微生物入侵時(shí)，分泌到細(xì)胞表面，直接起抗菌作用。防御素是當(dāng)前抗菌肽中研究最多的一種，具有殺傷微生物細(xì)胞和生長

9、旺盛的癌細(xì)胞的功能。已經(jīng)分離純化的防御素是一類具有小分子質(zhì)量、陽離子、富含半胱氨酸，同時(shí)又有特定抗菌活性的一類抗菌肽。根據(jù)闡明的結(jié)構(gòu)，分離純化的防御素又可以分為貽貝防御素、Myticins、Mytilins和Mytinycin12。這些防御素在不同的貽貝中起特定的抗菌功能。3化學(xué)遞質(zhì)化學(xué)遞質(zhì)是一類在免疫細(xì)胞之間和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)之間介導(dǎo)免疫應(yīng)答的物質(zhì)，具有調(diào)節(jié)機(jī)體生長、發(fā)育和神經(jīng)活動(dòng)等功能。在貝類的免疫研究中，化學(xué)遞質(zhì)作為一個(gè)新的領(lǐng)域正引起越來越多的關(guān)注。貝類的化學(xué)遞質(zhì)存在于貝類的體液和血細(xì)胞中，包括促腎上腺皮質(zhì)素釋放素(corticotropinreleasing hormone)、

10、糖皮質(zhì)素(glucocorticoids)、細(xì)胞因子(cytokines)、阿片樣活性肽(opioid peptides)和蛋白激酶(protein kinase，PK)等化學(xué)活性物質(zhì)8。阿片樣活性肽通過改變免疫細(xì)胞的形態(tài)來參與貝類免疫。Hughes T K等16向貽貝的血淋巴加阿片肽時(shí)發(fā)現(xiàn)，免疫細(xì)胞變扁，產(chǎn)生趨化性，促進(jìn)了吞噬作用。不同濃度的阿片樣肽對(duì)貝類免疫的作用不一樣。陳振英等17證實(shí)，一定濃度阿片樣活性肽對(duì)貝類免疫防御系統(tǒng)具有負(fù)面效應(yīng)，當(dāng)血細(xì)胞中加入腦啡肽(5 g/mL50 g/mL)后，血細(xì)胞的吞噬能力和包囊化能力都降低，腦啡肽含量越高，血細(xì)胞的吞噬能力和包囊化能力越低。阿片樣活性肽

11、通過免疫細(xì)胞表面的受體介導(dǎo)免疫信號(hào)的傳導(dǎo)而影響免疫系統(tǒng)，貝類阿片樣活性肽受體與高等動(dòng)物一樣，有、和 3種受體。Cadet P等利用反轉(zhuǎn)錄PCR和免疫探針技術(shù)分析了受體的mRNA在貽貝足神經(jīng)節(jié)的表達(dá)。阿片樣肽通過受體作用的方式使其作用效果受到受體數(shù)量和體液中的各種調(diào)理素的影響。細(xì)胞因子是另外一種重要化學(xué)遞質(zhì)，在動(dòng)物體內(nèi)影響細(xì)胞增殖、分化、凋亡和死亡多種作用。在貝類的免疫系統(tǒng)中，細(xì)胞因子通過激活不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，具有改變免疫細(xì)胞的遷移速率和提高誘導(dǎo)型氮氧化物合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)的表達(dá)等作用。Stefano G等19在研究貝類免疫的過程中

12、發(fā)現(xiàn)，白介素1(interleukin1，IL1)和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)能影響血細(xì)胞的遷移。在細(xì)胞吞噬過程中，Novas A等20發(fā)現(xiàn)人的細(xì)胞因子IL2能誘導(dǎo)紫貽貝血細(xì)胞中一氧化氮(nitric oxide，NO)的產(chǎn)生。NO產(chǎn)生的活性氧中間物質(zhì)能有效殺滅入侵病原菌，促進(jìn)吞噬作用。免疫細(xì)胞膜上的蛋白激酶是信號(hào)傳導(dǎo)的重要分子，激酶?jìng)鲗?dǎo)信號(hào)受阻或傳導(dǎo)方式的改變，都會(huì)對(duì)貝類免疫機(jī)能產(chǎn)生較大影響。絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)是其中重要的一種。試驗(yàn)表明，大腸埃希菌感染時(shí)，如果貽貝的P38MA

13、PK受到抑制，則其抗菌活性將大大下降21。激酶的產(chǎn)生和活性都受到環(huán)境因子的影響，貝類血細(xì)胞受到環(huán)境中的佛波脂(phorbol ester)的誘導(dǎo)，膜上能產(chǎn)生新的蛋白激酶p10522，這種激酶能分化出大量其他激酶，從而影響貝類的免疫信號(hào)傳導(dǎo)，最終影響貝類的免疫能力。在貝類免疫中，化學(xué)遞質(zhì)的重要作用引起了越來越多的關(guān)注，但不同化學(xué)遞質(zhì)對(duì)下游免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響以及遞質(zhì)作用效果和生態(tài)因子之間的關(guān)系還不明確。化學(xué)遞質(zhì)作用途徑和彼此之間關(guān)系的研究對(duì)于明確貝類的免疫機(jī)理和提高貝類的免疫力都有重要的意義。5展望在體液免疫和細(xì)胞免疫兩個(gè)大的方面，貝類的免疫研究已經(jīng)做過很多工作，并有了比較全面的了解。但體液免疫和細(xì)胞免疫之間的協(xié)同關(guān)系和在這種相互作用中不同細(xì)胞的協(xié)作機(jī)制還不十分明確?；瘜W(xué)遞質(zhì)在貝類免疫細(xì)胞之間、免疫系統(tǒng)和其他系統(tǒng)之間的橋梁作用對(duì)于理解貝類各種免疫因子的關(guān)系和它們之間的協(xié)作機(jī)制提供了新的視角。貝類的生態(tài)學(xué)免疫的簡單模式對(duì)于了解人的免疫疾病的產(chǎn)生機(jī)理有著重要意義。利用分子生物學(xué)分離、重組、轉(zhuǎn)移各種貝類抗病、抗逆基因，或者直接注射基因來提高貝的免疫力將是這方面研究的一個(gè)新的方向。小結(jié)全面闡釋貝類的免疫機(jī)制和免疫生態(tài)學(xué)機(jī)制，對(duì)于貝類自身抗病能力的提高和高等動(dòng)物的免疫生態(tài)學(xué)研究都有