麋鹿血清免疫球蛋白含量測定與分析

張樹苗,張林源,胡德夫

(1.北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,北京 100083;2.北京麋鹿生態(tài)實(shí)驗(yàn)中心,北京 100076)

麋鹿血清免疫球蛋白含量測定與分析

張樹苗1,2,張林源2,胡德夫1

(1.北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,北京 100083;2.北京麋鹿生態(tài)實(shí)驗(yàn)中心,北京 100076)

免疫球蛋白(IG)水平是反映機(jī)體免疫狀態(tài)的重要指標(biāo),血清免疫球蛋白水平的變化與疾病密切相關(guān)。筆者于2009年12月至2010年8月,應(yīng)用免疫比濁法測定了78只麋鹿血清免疫球蛋白濃度,比較了不同年齡、性別間免疫球蛋白水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)雌性麋鹿的IgG含量在不同年齡段均高于雄性個(gè)體,雌性個(gè)體青年期的最高值為17.14 g/L,而后隨著年齡的增長含量逐漸降低;雄性個(gè)體的IgM含量在不同年齡段均高于雌性個(gè)體,青年期的最高值為6.83 g/L,而后隨著年齡的增長含量逐漸降低。雌雄兩性麋鹿的IgA含量均值在各年齡段未發(fā)現(xiàn)增長規(guī)律;IgM和IgA之間存在極顯著的相關(guān)性,不同性別及年齡間的IgG、IgM和IgA含量均沒有顯著性差異。

麋鹿;免疫比濁法;免疫球蛋白

麋鹿(Elaphurus davidianus),俗稱“四不像”,其頭臉細(xì)長似馬,角多叉似鹿,蹄似牛,尾似驢,是我國特有的國家一級保護(hù)動(dòng)物,典型的濕地物種,國際自然保護(hù)聯(lián)盟IUCN紅皮書將其列為野外滅絕物種,1920年在中國本土滅絕。

中國是麋鹿的故鄉(xiāng),讓“海外游子”回歸故里不僅是中國動(dòng)物學(xué)家們多年的愿望,也是英國烏邦寺主人的夙愿。20世紀(jì)80年代中期,英國方面委托動(dòng)物學(xué)者瑪婭?博伊德女士到中國考察重引入的地點(diǎn)。由中國專家和博伊德女士組成的項(xiàng)目組對比了多處可能的重引入地點(diǎn),在捐贈(zèng)者與專家的共同努力下慎重地選擇了北京大興區(qū)南海子地區(qū)作為麋鹿首批返鄉(xiāng)的繁育基地,因?yàn)檫@里是昔日的皇家獵苑,仍保留原有的自然環(huán)境,是麋鹿的科學(xué)發(fā)現(xiàn)地、模式種產(chǎn)地和最后滅絕地,便于專家的指導(dǎo)與支持等有利條件。1985年,英國烏邦寺無償向中國提供麋鹿22只,其中20只放養(yǎng)在原皇家獵苑——北京大興區(qū)南海子,并成立北京麋鹿生態(tài)實(shí)驗(yàn)中心,使其回歸故里。英國倫敦動(dòng)物學(xué)會(huì)1986年又提供39只,放養(yǎng)在江蘇省大豐麋鹿國家級自然保護(hù)區(qū)。1987年又提供18只放養(yǎng)在北京南海子麋鹿苑?；貧w后的麋鹿繁殖很快,1993年,國家環(huán)保部和北京麋鹿生態(tài)實(shí)驗(yàn)中心共同在湖北省石首市天鵝洲成立第三個(gè)麋鹿保護(hù)區(qū)。同時(shí),我國還陸續(xù)建立了50多處麋鹿飼養(yǎng)點(diǎn)。

麋鹿經(jīng)歷了種群繁盛、衰落、遠(yuǎn)渡重洋、寄居海外、本土滅絕、重歸故里,其曲折的命運(yùn)引起了國內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)注,對其種族健康繁衍和保護(hù)事業(yè)開展了大量的研究工作。目前,我國麋鹿種群數(shù)量超過了2 500只,雖然經(jīng)歷過遺傳瓶頸,但麋鹿的遺傳多樣性水平并沒有提高,而是在不斷降低。遺傳多樣性水平的降低使麋鹿抵抗隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn)的能力隨之降低,易受到自然災(zāi)害及疫病的嚴(yán)重威脅,例如湖北石首麋鹿保護(hù)區(qū)2008年受到雪災(zāi)的影響造成大批麋鹿死亡,2010年北京麋鹿苑和湖北石首麋鹿保護(hù)區(qū)由于魏氏梭菌的影響造成麋鹿大批猝死,表明麋鹿的免疫功能比較脆弱,抵抗病原體入侵的能力較弱。因此,急需開展麋鹿的免疫能力方面的研究?？贵w水平是反映機(jī)體免疫狀態(tài)的重要指標(biāo),免疫球蛋白在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用[1],血清免疫球蛋白(Ig)水平的變化與疾病密切相關(guān),Ig的測定是評價(jià)體液免疫功能最常用的指標(biāo),其中 IgG,IgM,IgA是介導(dǎo)體液免疫的主要效應(yīng)分子。IgG存在于所有體液內(nèi),是動(dòng)物自然感染和人工主動(dòng)免疫后機(jī)體所產(chǎn)生的主要抗體[2]。IgM分子質(zhì)量很大,在補(bǔ)體和吞噬細(xì)胞協(xié)同作用下,IgM所發(fā)揮的殺菌和中和病毒的能力明顯高于IgG。IgM主要分布于血管內(nèi),因而在防御敗血癥中具有強(qiáng)大作用;IgA是一種外分泌保護(hù)免疫球蛋白,主要存在于胃腸道、呼吸道和泌尿生殖道,也存在于血液循環(huán)中[3],對機(jī)體呼吸道、消化道等局部黏膜免疫能夠起相當(dāng)重要的作用,特別是對一些經(jīng)黏膜感染的病原微生物,其免疫功能更加重要[4]。

關(guān)于麋鹿在不同時(shí)期體內(nèi)免疫球蛋白水平變化還未見報(bào)道,為了了解麋鹿不同年齡段各類免疫球蛋白水平,也為麋鹿的保護(hù)管理提供參考依據(jù),筆者對北京南海子麋鹿苑從斷奶的幼年期到老年期共計(jì)78只麋鹿進(jìn)行IgG、lgM 和IgA含量測定,并分析其隨年齡變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)用動(dòng)物

待檢動(dòng)物為北京南海子麋鹿苑飼養(yǎng)的麋鹿78只,其中幼年的36只(雌性17只,雄性19只),青年8只(雌性2只,雄性6只),成年 28只(雌性 18只,雄性10只),老年6只(雌性4只,雄性2只)。

1.2 方法

1.2.1 采血 通過麻醉槍隨機(jī)對78只麋鹿注射陸眠靈進(jìn)行麻醉保定,在麋鹿完全進(jìn)入麻醉狀態(tài)下,分別采集頸部靜脈血10 mL,3 000 r/min離心5 min,將分離后的血清于-20℃保存,用于檢測IgG,IgM和IgA。

1.2.2 檢測方法 采用免疫透射比濁法,用ROCHE Modular P800全自動(dòng)生化分析儀進(jìn)行檢測,標(biāo)準(zhǔn)品及試劑均為ROCHE系統(tǒng)配套產(chǎn)品。

1.2.3 年齡階段的劃分 參照《簡明養(yǎng)鹿手冊》,斷奶至1.5歲為幼年期,1.5歲至4歲為青年期,5歲至8歲為成年期,9歲以上為老年期[5]。結(jié)合實(shí)際觀測,本研究中麋鹿年齡的劃分標(biāo)準(zhǔn)為:斷奶至1.5歲為幼年期;1.5歲至3.5歲為青年期;4歲至8歲為成年期;9歲及以上為老年期。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對變量采用單因素方差分析;相關(guān)性分析采用Pearson進(jìn)行相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 不同年齡段麋鹿免疫球蛋白IgG、IgM 和IgA含量

通過對不同年齡段麋鹿免疫球蛋白IgG、IgM和IgA含量的測定(表1、圖1和圖2)。發(fā)現(xiàn)青年期IgG、IgM 含量均值最高,分別為 14.94 g/L和6.82 g/L,而后含量逐漸降低,至老年期含量均值分別降至12.62 g/L和6.51 g/L,降低了15.50%和4.50%。IgA含量均值最高值出現(xiàn)在幼年期,為11.45 g/L,青年期和成年期逐漸降低,最低點(diǎn)下降了4.10%,老年期后又逐漸升高。

表1 不同年齡階段麋鹿免疫球蛋白含量Table 1 The immunoglobulin contents of Elaphurus davidianus different ages g/L

圖1 不同年齡雌性麋鹿免疫球蛋白含量比較Fig.1 The immunoglobulin concentration changes in female Elaphurus davidianus of different ages

圖2 不同年齡雄性麋鹿免疫球蛋白含量比較 Fig.2 T he immunoglobulin concentration changes in male Elaphurus davidianus of different ages

2.2 不同性別麋鹿IgG、IgM、IgA增齡變化

不同性別麋鹿IgG、IgM、IgA隨年齡的變化進(jìn)行分析(圖3、圖4和圖5)。雌性麋鹿的IgG含量均值在各年齡組均高于雄性個(gè)體,從幼年到老年隨著年齡的增長,雌性比雄性高出的百分比分別為10.36%、20.68%、9.64%和20.75%。IgM 的含量均值在各年齡組雄性均高于雌性,分別高出2.43%、0.37%、0.06%和1.54%。雌性個(gè)體IgM 含量均值至青年期增長達(dá)最高,為6.80 g/L,而后隨著年齡的增長含量逐漸降低。雄性個(gè)體IgM含量均值至成年期增長達(dá)最高,為6.69 g/L,老年后逐漸降低。雌雄兩性麋鹿的IgA含量均值各年齡段未發(fā)現(xiàn)增長規(guī)律,雌性在老年期為最高值,雄性在幼年期為最高值。

2.3 IgG、IgM、IgA含量間的相關(guān)性及差異性

通過對IgG、IgM、IgA含量間進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),IgM和IgA之間存在極顯著地相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)r為0.321(P＜0.01),其余各組間相關(guān)性不顯著。

通過對不同性別和不同年齡間麋鹿IgG、IgM、IgA含量進(jìn)行單因子方差分析發(fā)現(xiàn),不同性別間和不同年齡間的IgG、IgM和IgA含量均沒有顯著性差異。但相對來說,不同性別間IgM含量的差異性較大(IgG、IgM 、IgA的 F值分別為 0.175,0.130和0.755),不同年齡間IgA含量的差異性較大(IgG、IgM、IgA的F值分別為0.466,0.354和0.342)。

圖3 不同性別間麋鹿IgG含量比較Fig.3 The IgG content comparison in Elaphurus davidianus with different sex I

圖4 不同性別間麋鹿IgM含量比較 Fig.4 The IgM content changes comparison in Elaphurus davidianus with different sex

圖5 不同性別間麋鹿IgA含量比較Fig.5 TheIgA contentchangescomparison in Elaphurus davidianus with different sex

3 討論

目前,對鹿科動(dòng)物血液指標(biāo)的測定多數(shù)為血液生理生化指標(biāo),如麋鹿[6],梅花鹿[7]、白唇鹿[8]和毛冠鹿[9],尚未見有關(guān)麋鹿及其他鹿科動(dòng)物的血清IgG、IgM 、IgA指標(biāo)的相關(guān)報(bào)道。

3.1 免疫反應(yīng)的形成

從各種動(dòng)物種系發(fā)生上,免疫反應(yīng)是由低級逐漸到高級發(fā)展的;而在個(gè)體發(fā)生上,胎兒期可出現(xiàn)免疫耐受力,免疫反應(yīng)是逐漸形成的,隨著年齡的老化,又逐漸衰弱;同一品系或同一個(gè)體,不同年齡的免疫球蛋白的質(zhì)和量均是不同的[10]。

對北京南海子麋鹿苑的78只麋鹿血清 IgG、IgM、IgA的測定和分析發(fā)現(xiàn),麋鹿生長發(fā)育的不同階段免疫水平不一,隨著年齡增長各類免疫球蛋白從開始合成到與成年麋鹿水平相當(dāng)有一個(gè)逐步發(fā)展過程。4個(gè)年齡階段麋鹿在健康狀態(tài)下IgG、IgM、IgA指標(biāo),各年齡段間均沒有顯著性差異,該結(jié)果與恒河猴及人類的免疫狀態(tài)隨年齡而變化的規(guī)律不同[11-12]。但是,和麋鹿人類一樣IgG是血清中含量最高的抗體[13]。

通過研究發(fā)現(xiàn)麋鹿的免疫功能隨衰老而逐漸衰退,故老年個(gè)體不僅體力、取食能力、反應(yīng)能力逐漸下降,而且體質(zhì)狀況也遜于年輕個(gè)體,在種群中處于比較不利的地位,容易受到環(huán)境的影響而被淘汰。

3.2 免疫功能的性別差異

本研究中雌性個(gè)體的IgG、IgM含量高于雄性個(gè)體,與李鳳華等[14]的描述基本相一致,即同一種動(dòng)物不同性別間免疫水平不同,通常情況下雌性個(gè)體的免疫水平高于同種類的雄性個(gè)體,比雄性個(gè)體具有更強(qiáng)的細(xì)胞介導(dǎo)免疫和體液免疫功能。由于雄性免疫能力相對雌性較弱,故雄性比較容易受到寄生蟲和微生物的侵害。

另外,許多學(xué)者開展了動(dòng)物社群地位對免疫影響的研究,都表明在動(dòng)物中優(yōu)勢個(gè)體的免疫水平高于劣勢個(gè)體[15]。麋鹿是具有嚴(yán)格社會(huì)等級制度的物種,雄性麋鹿可以劃分為優(yōu)勢群和從屬群。優(yōu)勢群包括群主和挑戰(zhàn)者,從屬群包括單身漢和被淘汰群主。這種社群地位對免疫能力的高低是否產(chǎn)生影響有待于進(jìn)一步研究。

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Analysis of Serum Immunoglobulin Contents inElaphurus davidianus

ZHANG Shu-miao1,2,ZHANG Lin-yuan2,HU De-fu1

(1.College of Biological Sciences and Biotechnology of Beijing Forestry University,Beij ing,100083,China;2.Beijing Milu Ecological Research Center,Beijing,100076,China)

The immunoglobulin level is an important index,which reflects immune state,and changes of serum immunoglobulin contents relate closely to disease.From December 2009 to August 2010,author use immunonephelometry method determined of serum immunoglobulin concentrations in different age and sex.The results showed that the mean IgG levels of femaleElaphurus davidianusin each age group were higher than that in males,the female adolescence concentration reaches max was 17.14 g/L,then gradually reduce with age increase;the mean IgM levels of maleElaphurus davidianusin each age group were higher than females,particularly male adolescence concentration reached max 6.83 g/L,then gradually reduced with age increase;Male and femaleElaphurus davidianusIgA concentration had no regular increase with age.Levels of IgM and IgA significantly correlated.IgG,IgM,and IgA levels were not significantly different among male and female,or all age groups.

Elaphurus davidianus;immunoprecipitation;immunoglobulin

S852.5

A

1007-5038(2011)05-0040-05

2010-12-24

北京市財(cái)政項(xiàng)目“麋鹿功能基因組學(xué)平臺(tái)建設(shè)”基金(PXM2010-178218-111233)

張樹苗(1977-),女,遼寧遼陽人,助理研究員,博士,主要從事野生動(dòng)物保護(hù)研究。