虹鳟鱼ill微生物群落之谜的答案

虽然许多免疫学家使用小鼠模型进行研究，但宾州兽医学院的J. Oriol Sunyer使用一种非常不同的生物：虹鳟鱼取得了转化科学的见解。

Sunyer及其同事在《科学免疫学》(Science Immunology)杂志封面上刊登的一篇论文中，开发了一种操纵鳟鱼免疫系统的方法，以揭示对动物如何防御感染并促进健康的微生物组的新认识。这项工作解决了数十年来的问题，即粘膜抗体(那些存在于人体的粘膜表面，例如肠道，或者在鱼类的情况下为present)是在进化上与病原体战斗，还是为了保护健康的微生物组。事实证明，在脊椎动物进化过程中，粘膜免疫球蛋白从很早就开始同时发挥两种作用。

“你可能会想，'虹鳟鱼?我们为它们钓鱼;我们为它们吃”，Sunyer说。“但是事实证明，他们还可以向我们介绍一些基本的生物医学，进化和免疫学问题。”

具体而言，Sunyer和同事发现，粘膜抗体(一种称为IgT的免疫球蛋白)在控制病原体和调节鱼g的微生物组中都至关重要，鱼g是一种与哺乳动物(例如肠道)的多个粘膜表面具有相似性的组织类型。

Sunyer说：“我们发现IgT扮演着两个矛盾的角色：一方面减少有害微生物，另一方面促进某些有益细菌的存在。”鱼是拥有黏膜免疫系统的最早的骨质脊椎动物，因此，鱼具有一种能同时发挥两种作用的专门的免疫球蛋白这一事实表明，这两个过程对脊椎动物的生存至关重要，它们在进化的早期就同时出现。 ”

在将近20年的时间里，Sunyer的实验室在以鱼类为模型物种的免疫系统的进化和作用方面做出了稳定的发现。2010年，期刊封面上刊登的《自然免疫学》开创性论文确定了IgT的作用。这是第一次证明鱼类具有某种形式的粘膜免疫力-一种对来自环境的病原体的更专门的反应。在这种情况下，通过腮，皮肤和鱼肠。

Sunyer说：“在此之前，我们认为只有四足动物或四足动物具有粘膜免疫力。”该研究表明，感染粘膜病原体后可诱导有效的IgT反应。

该小组还表明，IgT覆盖了鱼类微生物组，细菌和其他微生物群落的大部分细菌，这些细菌栖息在动物体内各种组织上。这使研究人员开始思考脊椎动物粘膜免疫球蛋白最先出现哪种功能：对抗病原体或保存健康的微生物组。

Sunyer解释说：“在哺乳动物中，免疫球蛋白IgA似乎与鱼类中的IgT具有相似的功能。”“最近几年有一些关键研究表明，需要IgA来控制哺乳动物的微生物组。在缺乏IgA的小鼠和人类中，其微生物组会发生变化：有益细菌减少，潜在致病细菌增加。”

Sunyer指出，在缺乏IgA的哺乳动物中，这些研究的一个弱点是无法弄清IgA在保持平衡的微生物组中的确切作用，因为出生时缺乏IgA会阻止在这些动物中建立健康的微生物群。

为了更好地了解粘膜免疫球蛋白在保存健康微生物组中的作用，Sunyer及其同事开发了一种成年鱼模型，研究人员可以暂时消耗它们的IgT，持续约两个月。

通过这样做，他们可以研究IgT在保存而非建立健康的微生物组中的作用，同时还可以评估缺乏IgT的鱼类对病原体的敏感性。

当他们耗尽IgT时，研究人员发现粘膜寄生虫的水平大大增加，强调了免疫球蛋白在防御有害入侵者中的作用。但是他们也看到了对微生物组组成的巨大影响：消耗IgT的鱼失去了其腮中细菌群落的IgT涂层，并且有更多细菌从ill表面“逸出”并进入下面的组织层，从而导致组织损伤和炎症。

研究小组仔细观察了正常动物中由IgT覆盖的细菌，发现IgT的目标是特定物种而不是其他物种。这些物种包括与鱼类健康和疾病状况相关的细菌，类似于在哺乳动物中发现的IgA。

至关重要的是，作者发现，消耗IgT的鱼类中的总体微生物组发生了显着变化，这一变化被称为营养不良。目前细菌的总体多样性下降，有益细菌的数量(如产生短链脂肪酸(对维持组织完整性和免疫稳态至关重要)的有益细菌)也有所减少，而与疾病相关的物种则有所增加。

Sunyer说：“我们发现似乎必须控制特定的微生物。”“要么它们是有害的，并且在没有IgT的情况下往往会逃逸并在附近的组织中引起问题，或者它们可能是有益的，但需要IgT在粘膜表面定殖。在鱼类和哺乳动物中，现在看来它们各自的粘膜免疫球蛋白可以完成这些工作。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！