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贝类血细胞及其免疫功能研究进展 孙敬锋, 吴信忠 THE PROGRESS OF STUDIES ON MOLlUSCAN HEMOCYTE AND ITS IMMUNOLOGICAL FUNCTION SUN Jing—Feng and WU Xin-Zhong ( 1 . South China Sea Institute of Oceanology , ChineseAcademy of Sciences , Guangzhou 510301 ; 2 . College of Animal Sciences , Zhejiang Univensity , Hangzhou 310029 ; 3 . College of Life Science , South China Normal University , Guangzhou 510631) 关键词:贝类;血细胞;免疫功能 Key words : Mollusk ; Hemocyte ; Immunological function 图分类号: S944 文献标识码: A 文章编号 :1000-3207(2006)05-0601-07 贝类由于是开放性系统,不存在特异性体液免疫,贝类 的宿主免疫防御包括以血细胞为基础的细胞和体液系统。 血细胞能够在体内或体外吞噬各种有机和无机颗粒,清除病 原生物和自身损伤或死亡细胞,而且血细胞能够产生各种非 特异性体液因子来参与宿主的免疫防御过程。所以贝类的 血细胞在宿主免疫防御机制中起着重要作用。近年来,随着 贝类养殖规模的扩大,贝类病害日益严重,给中国的贝类养 殖业造成了重大经济损失。所以研究贝类免疫学,特别 足贝类血细胞的免疫防御功能和机制,以解决贝类养殖中发 生的病害问题已成为研究的热点。本文依据国内外有关文 献,就贝类血细胞的分类、结构及免疫功能方面的研究作综述,为国内外研究提供理论基础及资料。 贝类血细胞结构、分类 贝类血细胞的分类一直分歧很大,有人将其分为三类: 无颗粒细胞、小颗粒细胞、大颗粒细胞,也有人将其分为四 类:大颗粒细胞、小颗粒细胞、透明细胞、浆细胞,还有人将其 分为八类,甚至几十类,至今无统一命名。关于血细胞的 分类, Moore 等根据血细胞超微结构和对染色反应的不同, 将紫贻贝 (Mytilus galloprovincialis) 血细胞分为两大类,无颗粒 的嗜碱性细胞和有颗粒的嗜酸性颗粒细胞,嗜碱性细胞可进 一步分为小淋巴细胞和大的吞噬性巨噬细胞。他们认为巨 噬细胞是主要参与清除外来异物的细胞类型,而小淋巴细胞 可能是嗜碱性细胞系的干细胞,因为在小淋巴细胞中发现有 丝分裂现象。 Bubel 等和 Bayne 等分别在紫贻贝 (Mytilus galloprovincialis) 和加洲贻贝 (Mytilus californianus) 中也发现了 3 种血细胞,嗜酸性颗粒细胞、小嗜碱性透明细胞、大嗜碱性透 明细胞,其中嗜碱性细胞包含有溶酶体酶,能吞噬胶体碳颗 粒;而颗粒细胞体积较小,在血淋巴中占优势,是防御反应中 最早出现的细胞类型,无吞噬能力。 Ruddell 将长牡蛎 (Cras — sostreagtgas) 血细胞分为 3 种类型,无颗粒的阿米巴状细胞、 嗜碱性颗粒细胞和嗜酸性颗粒细胞。 Cheng 等将美国东部 牡蛎 (Crassostrea virginica) 和硬壳蛤 (Mercenaria mercenaria) 的 血细胞分为 3 类,颗粒细胞、透明细胞、纤维细胞。 Woolton 等利用光镜和电镜研究浅溝蛤 (Scrobicularia pluna) 的血细 胞,也鉴定了 3 种类型:嗜酸性颗粒细胞,嗜碱性颗粒细胞、 嗜碱性无颗粒细胞。嗜酸性颗粒细胞含有大量的颗粒和较 多的空泡;嗜碱性颗粒细胞含有较小的颗粒和大量的糖原颗 粒,嗜碱性无颗粒细胞较小,核大。在国内也有部分研究者 对贝类血细胞分类进行了研究:李太武等的研究结果表明, 皱纹盘鲍 (Haliotis discus hanai) 血淋巴中的细胞可分为颗粒细 胞和透明细胞两大类,颗粒细胞又可细分为颗粒多和颗粒少 两种类型,颗粒细胞具有吞噬能力而透明细胞无吞噬能力。 孙虎山等对栉孔扇贝 (Chlamy ferreri) 血细胞进行分类,将其 分为拟淋巴细胞、血栓细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜 酸性粒细胞和巨嗜细胞六类,并认为中性粒细胞和巨嗜细胞 为主要的吞噬细胞。张维翥等分别对海湾扇贝和栉孔扇 贝的血细胞分类进行了研究,根据血细胞的大小、形态结构 可将海湾扇贝血细胞分为四种类型:小透明细胞、大透明细 胞、小颗粒细胞和大颗粒细胞;栉孔扇贝血细胞可分为五种 类型,小透明细胞、大透明细胞、小颗粒细胞、中性粒细胞和 大颗粒细胞。实际上,上述分类就是将海湾扇贝和栉孔扇贝 血细胞分为透明细胞和颗粒细胞两大类,两类细胞再根据大 小进一步细分。 基于以上研究发现,学者们主要依据血细胞中颗粒的有 无及对染色的反应,运用光学显微镜和电子显微镜对贝类血 细胞进行分类。随着研究的深入,近年来不少研究者运用新 技术,新方法对贝类血细胞的分类进行研究,如密度梯度离 心、单克隆抗体、植物凝集素、免疫磁力分离、酶细胞化学、流 式细胞技术等方法。 Ford 应用 Couter 计数器和流式细胞计 数器,测量的结果将牡蛎血细胞分为二种颗粒细胞和一种无 颗粒细胞三个亚群。 Russell-Pinto 利用光镜、电镜及酶细胞化 学法对双壳贝类 Cerastoderma edule 进行研究,根据其对绵羊 红血球反应不同,将血细胞分为 3 个类型:大的吞噬型细胞、 球形凝集细胞和圆形颗粒细胞。 Noel 等应用单克隆抗体技 术,对贻贝血细胞的业群从其抗原性特征进行了研究,免疫 染色鉴定了 4 种单抗,从免疫染色的结果来看,贻贝至少可 以区分出 3 种不同类型的血细胞。 Nakayama 等通过形态观 察和细胞化学研究,认为在番红砗磲 (Tridacna crocea) 存在 3 类血细胞,命名为嗜酸性颗粒细胞、无颗粒细胞和桑葚样细 胞,并发现 3 类细胞在吞噬作用和血细胞凝集等过程中表现 不同的功能。 Lopez 等发现针对长牡蛎血细胞的抗体对蛤仔 (Ruditapes decussatus) 所有血细胞均有交叉反应,然而针对紫 贻贝血细胞的抗体却没有表现出交义反应,因此认为单克隆 抗体并不能区分血细胞亚功能群。 Carballal 等发现紫贻贝的 血细胞在功能上有差异,颗粒细胞吞噬能力很强,而透明细 胞则不具备吞噬能力,而且嗜酸性颗粒细胞的吞噬能力比嗜 碱性颗粒细胞强。 Hine 等认为在贝类血淋巴中颗粒细胞是 一个独立的类群,而尤颗粒细胞在表型和超微结构上是不相 同的,可分为 3 种细胞,胚样 (Blast-like) 细胞、嗜碱性巨噬样 细胞、透明细胞;颗粒细胞和巨噬样细胞的功能不同,血淋巴 的组成在个体间变化很大,而且颗粒细胞在早期和发育过程 中可能是透明的。胚样细胞的区分表明造血过程可以发生 在周围相连的厂‘泛组织中,产生血细胞的方式与脊椎动物相 似。 Xue 等采用流式细胞仪测定欧洲扁牡蛎 Dstrea edul~ 血 细胞亚群,结果显示血细胞可能由 3 个血细胞亚群组成,这 三个亚群分别对应于光镜和电镜分析鉴定的三个亚群,小透 明细胞、大透明细胞、颗粒细胞。 Soares-da-Silva 等利用流式 细胞仪技术和形态学观察将淡水蛏 (Anodonta cygnea) 的血细 胞分为两大类,一类较大,有颗粒,占血细胞总数的 75 %,另 一类较小,无颗粒,约占血细胞总数的 25 %。 由于贝类种间的差异性和研究方法的不同,造成了贝类 血细胞分类上的复杂化,难以获得统一的标准。但血细胞一 个重要的特征是细胞质内颗粒的有无,因此,目前比较认同 的标准是将贝类血细胞分为颗粒细胞和透明细胞两大类。 但 Nakayama 等所报道的桑葚样细胞不同于颗粒细胞和透明 细胞,可能是一种新的细胞类型。这种情况可能是由于在有 的贝类中确实存在不止两类血细胞,但也有可能是用形态学 手段不能区分的同一细胞系的不同发育阶段和形式,因此采 用多种手段和方法对贝类血细胞进行分类是必要的。 2 血细胞免疫功能 2.1 吞噬作用 贝类的主要防御手段是由血细胞完成的吞噬作用 (Phagocytosis) 。吞噬作用能够清除入侵的病原体包括细菌、 原虫、大分子物质及无机颗粒等。当外界条件改变,尤其是 动物受到外界抗原物质刺激时,贝类的主要表现就是吞噬反 应,而且其血细胞吞噬外来异物时,清除的速率大小取决于 细胞表面的特征。在大多数报道的贝类中,吞噬作用主要是 由颗粒细胞完成的,颗粒细胞表现出很高的吞噬能力,而且 其吞噬能力与年龄无关,但易受外界环境因素的影响,如温 度、盐度等,透明细胞也具有一定的吞噬能力,但不是主要 的。从免疫防御的角度讲,血细胞可以活跃地趋化到炎症和 损伤部位,进行吞噬,是免疫防御的主要细胞类型。 2 . 1 . 1 吞噬和杀伤机制 吞噬作用的过程大致可以分为趋 化、黏附、内吞以及杀伤消化四个阶段。研究证明贝类血细 胞可以向外源颗粒趋化靠近,贝类具有开放式循环系统,器 官浸浴在血淋巴中,血管也没有完整的内皮系统,血细胞可 以较自由地到达广泛的器官和组织。与外来物质的接触较 为充分,因此,趋化的选择意义不像在高等动物那样重要。 血细胞靠近异物后首先发生黏附,随后,血细胞伸出伪足对 异物进行包裹,伪足相接触后细胞质膜融合,形成吞噬小体 进入细胞。 Cajaraville 和 Pal 对贻贝 (Mytilus edulis) 亚显微结 构的电镜研究表明,颗粒细胞和透明细胞都可以由局部细胞 质膜内陷形成衣被小泡或无衣被的电子透明的内吞小体,完 成内吞。 LeGall 等还证明内吞过程有细胞骨架的活跃参与。 血细胞对吞噬后的病原体的杀伤作用主要通过两条途 径实现,一是将外源颗粒内化后形成吞噬小体,然后吞噬小 体与含有水解酶类的胞质颗粒融合,逐步将外源颗粒水解消 化,颗粒细胞中的水解酶包括溶菌酶、磷酸酶、脂酶、蛋白酶、 葡萄糖苷酶等。 Mohandas 等用扫描电镜的方法证明,在 受到细菌刺激时,硬壳蛤的颗粒细胞在吞噬外来细菌的过程 中,将溶菌酶释放到血清中,可见血细胞不仅直接参与吞噬 反应,还释放水解酶类到血淋巴中参与体液免疫。 Cushing 等用一种革兰氏阴性菌 EMD — l 作诱导源,对红鲍、粉红 鲍、黑鲍进行注射诱导研究他们的免疫反应,其结果表明,在体液中不仅发现溶菌酶,而且还发现了其他与免疫有关的酶 和因子。 Yoshino 等对未经细菌刺激和经过细菌刺激的 B . Glabrata 血淋巴中胺肽酶活性进行了研究并指出,在血清 中胺肽酶活性最高,其功能可能与在吞噬前降解血清蛋白中 外来蛋白有关。 Cheng 等对硬壳蛤和美国东部牡蛎血清 和血细胞中 B- 葡萄糖苷酶的研究表明,这种酶可能通过作用 于敏感的入侵细菌,在内部防御中起作用。 Carballal 等用 半定量光密度法测定了贻贝血细胞中与免疫防御功能相关 的酶类,表明该贻贝血细胞含有磷酸酶、脂酶、蛋白酶、葡萄 糖苷酶;这些酶类的活性水平在 11 月和 19 月龄贝中无显著 差异;研究同时表明,溶菌酶活性在血细胞中较高,在血清中 较低, Xue 等采用 APl ZYM 试剂盒对欧洲扁牡蛎和太平 洋牡蛎血淋巴的酶进行测定研究,结果显示在欧洲扁牡蛎可 检测出 15 种酶,而在太平洋牡蛎血淋巴中检测到 16 种酶。 Cronin 等对欧洲扁牡蛎血淋巴中的溶菌酶活性水平进行了 测定研究结果表明,血淋巴中的溶菌酶活性水平个体差异较 大,但在健康贝和患病贝之间无显著差异。 Antonio 等研究 发现在成休太平洋牡蛎血细胞中的溶菌酶活性比血清中的溶 芮酶高五倍,幼贝血细胞中的溶菌酶活性比血清高 98 倍。 丝裂原活化蛋白激酶 (Mitogen — activated protein kinase , MAPK) 信号通路是近午来发现广泛存在于各种动物细胞中 的一条信号转导途径,在低等无脊椎动物贝类中也存在。 最近研究发现,宿主在清除体内入侵病原体的时候,丝裂原 活化蛋白激酶的激活也发挥着至关重要的作用。研究证 明有纤毛的大肠杆菌和贻贝的血细胞作用后,在血淋巴液的 环境中可诱导 p38 MAPK 的持续磷酸化,如果没有血淋巴液 存在,仅靠血细胞不能引起 P38 MAPK 的磷酸化,但 P38 MAPK 特异性抑制剂 SB302580 可显著降低血淋巴液的杀菌 活性、,这些结果况明 P38 MAPK 在介导血细胞的杀菌过程中 起着重要作用,而且血淋巴液中的其他细胞因子在血细胞杀 菌过程中山起着重要作用。 血细胞对吞噬后病原体的杀伤作用的另一条途径是通 过伴随岙噬作用的呼吸爆发 (Respiratory burst) 来激活位于质 膜 L 的 NADPH 氧化酶,从而产生多种活性氧中间体 (Reactive oxygen intemlediales , ROls) 来杀伤病原微生物,此过程中产生 的 ROIs 包括超氧化物自由基、过氧化氢、羟基自由基、单线 态氧等。 2 . 1 . 2 包囊作用 如果异物比血细胞大得多,例如寄生虫、 坏死组织、外源植人物等,则血细胞对该异物的吞噬动员了 全部的细胞膜表而积,表现为血细胞在异物表面上完全伸 展,扁平化,山若于吞噬细胞共同将异物包裹起来,这称为包 裹作用。最初,血细胞对异物的包裹比较疏松,随着越来越 多的细胞聚集到异物处,与异物直接接触的细胞变扁平,并 充分伸展,形成包裹异物的连续的细胞层。在伸展和扁平化 的过程十微管以及成束的微丝出现在细胞质周边区域,说明 这些结构在细胞伸长的过程中起到了重要的作用。最后,包 裹变得越来越坚固,血细胞通过细胞内和细胞外消化将被包 裹的异物消除。 2 . 2 异己识别 在吞噬作用中涉及到的一个重要的问题是,血细胞怎样 有效地识别异物,区分自我和非我,这是吞噬作用发挥防御 功能的前提。 2 . 2 . 1 调理作用 由于贝类没有类似于高等动物主要组织 相容性复合体 (MHC) 和免疫球蛋白 (1s) 那样的基于可重排分 子的识别系统,贝类对异物的识别主要依赖于一些其他非特 异的识别因子。研究发现,贝类血细胞的趋化、黏附和吞噬 过程都町被某些血清因子促进,这说明贝类血细胞对异物的 识别,类似于高等生物,也依赖于血浆中某些因子的作用,这 些因子统称为调理素。 Smlnia 等证明,将酵母和绵羊红细胞 预先在静水椎实螺 (Lymnaea stagnalis) 的无细胞血淋巴中进 行温育,可以显著提高其血细胞在体外对酵母和绵羊红细胞 的吞噬。 Renwrantz 和 Mohr 的体内实验从另一个角度说明 了同样的问题:他们将人 A1 和 B 型红细胞预先与盖罩大蜗 牛 (Helix pomatia) 的血清在体外进行温育处理,然后注射人该 动物,发现可以显著提高其对人红细胞的清除速率。他们还 发现,如果在首次注射大剂量未经处理的 A1 型人红细胞后, 经过 12 — 19h 后再次注射同样未经处理的 A1 型人红细胞时, 则清除速度与第一次注射相比极为缓慢,表现出一种抑制效 应,而如果将第二次注射的红细胞预先与该种动物的血清进 行温育,则其清除速度与第一次注射类似。这说明产生抑制 效应的原因是第一次注人大剂量的外源颗粒消耗掉了血浆 中某种对识别起辅助作用的调理因子而不是饱和·厂动物的 吞噬能力,这同时说明调理素对血细胞识别异物有重要的促 进作用。 贝类血淋巴中的内源性凝集素已被证明对于识别和吞 噬外源颗粒具有重要的辅助作用。 Lackie 研究结果证明, 除了部分酶对异物有一定的识别作用外,凝集素在识别异物 方面也起着重要作用。 Olafken 证实有时细菌的感染可以 诱导贝类凝集素的产生并促进对细菌的抑制和破坏: Chintala 等证实寄生虫的感染可引起美洲牡蛎血清凝集素浓度的 改变。 Tunkijjanudij 等从马贻贝的血淋巴中得到一种能与 LPS 特异结合的凝集素,它不同于与唾液酸特异结合的凝集 素,该凝集素经纯化后能对多种海洋细菌表现抗菌活性,而 未经处理的贻贝血淋巴对这些细菌的抗菌作用却不明显。 凝集素是一类糖蛋白,具有糖结合专一性,可与细胞表面的 不同糖组分结合,同时可以与吞噬细胞相结合,像桥梁一样 连接血细胞和异物,起到调理作用。凝集素在贝类中广泛存 在,有的存在于血清中,有的分布于血细胞表面。一些凝集 素可使细菌凝剂便于血细胞对其进行吞噬,一些作为血细胞 和细菌表面的中介分子介导吞噬过程。 Howland 和 Cheng 等发现美国东部牡蛎的血细胞可与 细菌表面的一种不含糖蛋白的蛋白质结合,说明在贝类血液 中还有别的因子参与异己识别过程。另外, Cheng 和 Dougher tyk25j 认为吞噬细胞的脱颗粒作用释放出的酶可以修饰外来 细胞的表面结构,从而使外源细胞被有效识别,因此溶酶体 酶在此也起到了调理素的作用。但并不是所有的识别作用 都依赖于血浆因子的调理作用,如 Renwrantz 等证明盖罩 大蜗牛对酵母的清除并不依赖于血浆成分的调理作用。 2 . 2 . 2 血细胞表面受体 无论识别是否依赖调理作用,吞 噬细胞表面特定的识别分子 ( 受体 ) 都是必需的。在需要调 理素的情况下,调理素通过识别并结合于外来物质或损伤组 织的表面,为吞噬细胞表面受体提供了易于识别的标记,受 体识别外来颗粒表面的调理素分子。而在不依赖调理素的 情况下,细胞表面受体直接识别异物,识别的完成最终取决 于吞噬细胞膜上的受体。 目前对贝类吞噬细胞的膜表面特 征还知之甚少,一些工作揭示了吞噬细胞表面存在不同专一 性受体。如 Fryer 等发现双肺螺 (Biomphlaria glabratad) 血 细胞对未被调理的酵母的识别町被 B — 1 , 3 —葡聚糖封闭,因而 推测双肺螺血细胞具有 B — 1 , 3 —葡聚糖专一性的表面受体。 Stefano 等的实验证明贻贝血液中血液阿片肽类物质可引 起免疫活性细胞的定向迁移,显著加快血细胞的黏附过程。 由于呐咯酮可大大抑制此黏附过程,表明贻贝体内的阿片肽 类物质也和哺乳动物体内的阿片肽一样,是通过细胞表面的 受体介导而起作用的。 Stefano 进一步研究了阿片神经肽的 生理作用,表明阿片肽通过免疫活性细胞表面一种 S 受体的 介导起作用。 Harris-Young 等证明美国东部牡蛎 (C . virgIntca) 的血细胞没有其他体液因子的协同作用也能够 杀死创伤弧菌 (V.v ulnificus) 。同样条件下,紫贻贝的血细胞 能够吞噬并杀死霍乱弧菌 (V . cholerae) 和大肠杆菌 (E . coil) 。 Wootton 和 Colleagues 研究了紫贻贝 (M . edulis) 、满月蛤 (Cerastoderma edule) 、 Ensis smtqua 的血细胞和 外源凝集素的结合情况,结果表明紫贻贝血细胞与其他两种 贝的血细胞相比,和凝集素 rHPA(Helx pomatia agglutinin) 及 WGA(Wheatgerm agglutinin) 结合率较高,而和伴刀豆球蛋白 (Concanavalin A) 结合率较低。这些试验说明,在贝类血细胞 中存在和外源物质结合的受体,并且这些受体依据外源物质 的不同有不同的结合率。由于凝集素具有与血细胞结合的 特性,口的已被越来越多地用于对贝类血细胞的表面分子特 征进行研究。单克隆抗体以及多克隆抗体也被用来对贝类 血细胞表面特征进行研究,但主要集中在血细胞的分型。虽 然目前这方面的工作还不多,但单克隆抗体和凝集素的运用 必将大大推动对细胞膜表面结构的了解,并将成为重要的研 究手段。 2 . 2 . 3 识别机理 贝类没有像高等动物那样复杂的基于基 因重排分子的识别系统,它怎样识别众多入侵的病原体和异 物呢 ? 研究发现,天然免疫识别分子可以识别一大组或几大 组病原体所共有的,保守的,不同于宿主自身成分的某类分 子的结构模式 ( 称为病原体相关分子模式, PAMP) ,如细菌细 胞壁中的肽聚糖,革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖,革兰氏阳 性菌细胞壁的磷壁酸,细菌 DNA 中未甲基化的 CPG 二核苷 酸, RNA 病毒的双链 RNA 等。 与抗体对抗原物质识别不同的是,天然免疫分子识别的 不是高度专一性的空间结构和化学结构 ( 抗原决定簇 ) ,而是 某种结构模式,因而是广谱的。这些对 PAMP 进行识别的免 疫识别分子包括血浆中的调理因子以及血细胞表而的某些 受体,它们的存在保证了贝类可以有效地对异物进行识别进 而清除。对外源无机物颗粒的识别,可能也依赖了类似的机 制,即无机颗粒与宿主细胞在疏水性和携带电荷方面的显著 不同构成了另一种可识别的结构模式,被相关的免疫识别分 子识别。 2 . 3 呼吸爆发 呼吸爆发虽然伴随着吞噬作用而产生,但由于在这个过 程中可产生大量的活性氧中间体来杀灭和消化病原微生物, 所以在免疫防御中起着重要的作用,在此单独进行论述。 适当的刺激后,吞噬细胞经历呼吸爆发并制造大量的细 胞毒氧化剂,即胞毒活性氧,这一现象最初是在哺乳动物的 嗜中性白细胞和巨噬细胞中观察到的。现已证明呼吸爆发 的第一个反应是氧还原一个电子形成超氧阴离子 (02-) ,是 由吞噬细胞膜上的 NADPH 氧化酶催化的,超氧阴离子 (O2-) 被胞质酶超氧化物歧化酶 (SOD) 催化转换成过氧化氢 (H2O2) 。过氧化氢活性很高,是有毒的 RIOs 之一,与髓过氧 化物酶 (MPO) 及卤素形成了强力杀菌系统的基础。另外还 可产生羟基自由基 [OH] 和单线态氧 (O2) 等毒性 R10s ,这些 RIOs 能够参与细胞介导的杀灭细菌、真菌和原生动物过程。 吞噬细胞还具有解毒作用的酶用来防止自身氧化而被损伤, 这些酶有 SOD ,谷光苷肽过氧化物酶,过氧化氢酶和某些维 生素等,它们都是自由基清除剂。 目前已知,很多贝类的血细胞都有典型的呼吸爆发现 象,同时伴有 ROIs 的产生。最初的实验是测定血细胞吞噬 外源颗粒时氧吸收的增加或 MPO- 卤素 -H202 的系统活 性,但没有成功。 Dikkeboom 等刺激椎实螺血细胞后成功 地测定了 04 的产生;同年, Nakamura 等测定了扇贝血细 胞在静止和刺激状态时产生的 H202 。此后,有关贝类血细胞 产生 RIOs 的文章不断增多,在这些文章中, 02 的测定采用 NBT 或细胞色素 c 还原法, H202 测定采用比色 ( 二氨基联苯 胺或酚红还原 ) 或荧光法。细胞化学发光 (CL) 也用作 ROI 产 生的指示剂, CL 法不能提供特殊 R01 种类的定量信息,要区 别 O2 或 H202 产生的 CL 信号要用适当的酶抑制剂。 目前认 为,吞噬细胞的 CL 反应与呼吸爆发时的杀菌活性有关,这种 方法特别推荐用于贝类。 Anderson 和 Adema 等已经将鲁 米诺 CL 方法用在了测定几种双壳类产生的 ROls ,如太平洋 长牡蛎、美国东部牡蛎、大扇贝 (Pecten maxmus) 、欧洲扁牡蛎。 同样地,刺激腹足类血细胞后用 CL 测定也能显示 ROI 的产 生,如在椎实螺、 Helx aspelis 、 Achtina achtina 。 Pipe 等研究 了紫贻贝血细胞的 NBT 定量还原反应,用探针诺丹明 -123 活 化可证明血细胞产生 02- 。虽然常报道 02- 的产生需要呼吸 爆发氧化酶的活化,但 Pipe 证实紫贻贝血细胞可以在无吞噬 或其他刺激下进行 NBT 还原,同时证实酵母聚糖诱导的血细 胞经酚红氧化产生 H20 ,,但未发现有自发的 H2O2 产生,除有 直接细胞毒性, H202 可能与抗菌 Hod 的产生有关,因为贻贝 血细胞内有 MPO 。 Anderson 等通过 NBT 还原实验结果发 现,在静止状态或吞噬过程中,超氧化物歧化酶都可以部分 神经内分泌系统产生的某些多肽激素具有细胞因子样 作用,可调节免疫应答,有研究证明贻贝体内的神经肽不仅 存在于血液中,也存在于血细胞中,经外源性或内源性阿片 神经肽孵育贻贝的血细胞,均可显著提高血细胞的黏附能力 并可引起定向迁移。 Ottaviani 等在贝类血细胞膜上发现 促肾上腺激素释放因子,并将贝类血细胞用含促肾上腺素释 放因子的血清孵育, 15min 后,可刺激血细胞向血清中释放肾 上腺素,在此反应中,酪氨酰脱氢酶、多巴胺脱氢酶参与了生 物胺在血细胞内的合成过程。这些结果表明无脊椎动物的原 始应激反应与哺乳动物的吞噬细胞中出现的反应是相似的。 关于血细胞在损伤修复和炎症反应中的作用,国内外研 究较少。在形态学上的损伤修复过程主要是血细胞识别并 吞噬损伤的细胞,血细胞发生形态学上的变化,并产生胞外 基质,形成凝血,阻止血液流失。 Suzuki 等通过研究珍珠 贝的伤口修复过程发现,无颗粒细胞是伤口修复的关键细 胞,它分泌的胞外基质影响着上皮细胞的迁移和再生。 3 研究展望 依据形态学和酶化学对贝类的不同血细胞进行分类一 直存在很多争议,利用这些指标分类的血细胞有可能仅仅是 它们发育时期的不同阶段,而且这些指标不能从功能上区分 血细胞的亚组分,所以研究血细胞的表面抗原特征和血细胞 表面受体分子并明确不同血细胞的功能,已成为血细胞分类 的一个新的研究方向。研究贝类血细胞表面受体分子对不 同抗原结合能力以及结合过程中的信号转导机制,能为养殖 贝类产业找到合适的免疫增强剂或免疫刺激剂打下理论基 础。目前在贝类血细胞中发现的受体种类还很少,所以寻找 更多的抗原受体种类,明确这些受体识别抗原的物质基础 ( 如它的高级结构 ) 、认识介导免疫应答的信号转导过程将成 为贝类免疫学新的研究热点,这对理解贝类的系统免疫学和 贝类血细胞系统发育有着重要的意义。如在果蝇中,研究人 员发现 PDGF( 血小板源生长因子 ) 与 VEGF( 血管内皮生长因 子 ) 与对应的位于巨噬细胞细胞膜上 PDGF/VEGF 受体分子 (PVR) 结合时就会促进细胞生长, PVR 蛋白能将外部信号传 递转化成细胞机能上的变化。血细胞表面的受体分子承 担着大量的细胞信号转导功能,同样是无脊椎动物的贝类是 否存在同样的机制,这将会是一个具有挑战性的课题。 总之,由于贝类免疫学起步较晚,有关贝类血细胞免疫 功能的研究还有很多需要解决的问题,但可以肯定的是贝类 血细胞在贝类免疫防御过程中起着重要作用,是贝类免疫学 研究的重要领域。所以这一领域的深入研究不仅将揭示一 些无脊椎动物免疫学的基础理论问题,而且对解决养殖贝类 病害的监测、预报、防治及抗逆品种的培育等问题更有重要 指导意义。 |
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《水生生物学报》2006第30卷第5期
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