作者:李晨 来源:中国科学报 发布时间:2022/1/5 16:37:12
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壳寡糖可增强鱼类体液免疫的分子机制获揭示

 

 壳寡糖增强草鱼体液免疫的细胞和分子机制   华中农大供图

近日,华中农业大学水产学院教授张永安团队以草鱼为研究对象,解析了壳寡糖诱导鱼类B细胞分化并产生天然IgM,从而增强鱼类体液免疫的细胞和分子机制。该研究在Carbohydrate Polymers上发表。

壳寡糖是由2-10个氨基葡萄糖经β-1, 4糖苷键连接而成的功能性低聚糖,来源于虾蟹壳,纯天然、无毒害、分子量小、水溶性高、易被机体吸收利用,可作为饲料添加剂显著提高畜、禽、水产动物的免疫力和抗病力并促进动物生长。然而,早期研究多聚焦于壳寡糖对动物先天性免疫细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)的激活,很少关注壳寡糖对适应性免疫细胞(如B细胞)的活化作用。

为了探究鱼类B细胞活化及抗体产生机制,张永安团队首先制备了草鱼IgM重链的单克隆抗体,发现健康草鱼中存在两类IgM+ B细胞亚群,即IgM+ B淋巴细胞和IgM+ 髓样细胞。其中,IgM+ 髓样细胞被进一步鉴定为类似于哺乳动物的浆细胞,且重组表达的CD40L和IL-21能够协同促进IgM+ 浆细胞的生成和IgM的分泌表明鱼类B细胞能够被相关信号分子显著诱导分化。

基于此,研究进一步发现壳寡糖能够与B细胞表面的甘露糖受体(MR)和整合素(Integrin)结合而激活下游的信号通路,最终强烈诱导草鱼脾脏IgM+ B淋巴细胞增殖分化为IgMlo和IgMhi B细胞亚群,其中IgMlo B细胞被证实是一类膜表面低表达IgM,能够分泌天然IgM的浆母细胞。

活体实验进一步证实,壳寡糖诱导增殖的IgMlo浆母细胞可以从脾脏迁移到血液,大量分泌能够靶向病原相关分子模式(PAMP)的天然IgM,从而提高鱼体的抗病力。

研究首次揭示了壳寡糖增强鱼类体液免疫的细胞和分子机制,为壳寡糖在鱼类养殖业中的应用提供了有力的理论支撑。此外,研究还进一步明确了鱼类B细胞的先天性免疫属性,且为研究鱼类B细胞的分化提供了良好的模型。

博士生王杰为论文的第一作者,张永安教授和张旭杰副教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.119073

 
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