魚類重要免疫器官抗菌機(jī)制的研究進(jìn)展

羅智文，董志祥，林連兵，張棋麟

( 昆明理工大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南省高校飼用抗生素替代技術(shù)工程研究中心，云南 昆明 650500 )

魚類是重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖動物，因其分布范圍廣，涉及區(qū)域多，極易遭受外源壓力的影響，故病原菌對魚類的危害最大。魚類病原菌多樣，致病原因復(fù)雜，廣泛存在于環(huán)境中并易于傳播，嚴(yán)重地威脅魚類養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展[1]。近年來，隨著集約化養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大，病原菌感染導(dǎo)致魚類大量死亡，限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2-3]。因此，一些研究者聚焦于魚類抗菌的免疫機(jī)制探索[4-6]。免疫系統(tǒng)的響應(yīng)機(jī)制是魚類抵抗寄生蟲、細(xì)菌和病毒威脅的防線[7]，其中，重要免疫器官的抗菌機(jī)制探討是魚類免疫學(xué)研究的核心。筆者總結(jié)了魚類免疫系統(tǒng)的組成及作用機(jī)制，重點(diǎn)綜述了魚類免疫器官對病原菌的免疫響應(yīng)機(jī)制，為今后魚類抗菌機(jī)制的研究與應(yīng)用提供重要的參考信息。

1 免疫器官是魚類免疫系統(tǒng)的重要組成部分

根據(jù)免疫響應(yīng)的特異性程度，免疫分為先天免疫和適應(yīng)性免疫。免疫系統(tǒng)具有分層防御機(jī)制，增加特異性以對抗感染。簡單來說，物理屏障可防止細(xì)菌和病毒等病原進(jìn)入生物體[8]，如果病原體突破了這些屏障，成功地躲避了先天免疫系統(tǒng)，脊椎動物的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)便發(fā)揮作用，保護(hù)機(jī)體免受侵害[9]。魚類的先天免疫和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)彼此交聯(lián)[10-11]，不僅可識別和排除外來物質(zhì)(不同污染源和各類病原菌)[12-13]，還可在機(jī)體監(jiān)視、自穩(wěn)方面發(fā)揮重要作用[14]。免疫系統(tǒng)主要包括免疫組織及器官、免疫細(xì)胞和免疫因子3類[15]。免疫組織為免疫細(xì)胞分化、成熟、定居及產(chǎn)生免疫應(yīng)答提供場所[15]。魚類的免疫器官包括中樞免疫器官和外周免疫器官[16]。免疫細(xì)胞參與機(jī)體的免疫應(yīng)答，主要分布在機(jī)體淋巴器官及血液中。免疫因子包括抗菌肽[17]、補(bǔ)體[18-19]、細(xì)胞因子[20]等，共同構(gòu)成了機(jī)體免疫的基礎(chǔ)。其中，鰓、腎臟、肝臟和脾臟是魚類最主要的免疫器官，具有不可替代的作用[21-24]。

鰓與水直接接觸進(jìn)行物質(zhì)交換，對外來生物素高度敏感，是許多毒物的靶器官[25]，在機(jī)體對抗外源物入侵時(shí)發(fā)揮著重要的免疫作用[26]。此外，鰓還涉及呼吸、滲透壓調(diào)節(jié)、酸堿平衡、含氮廢物排泄、熱交換和黏液生成等功能[27]。硬骨魚類的腎臟分為頭腎、中腎和后腎，是最重要的淋巴組織[28-29]。成年硬骨魚的頭腎主要有造血和內(nèi)分泌兩種功能，這主要得益于頭腎內(nèi)部豐富的血管網(wǎng)、造血組織、淋巴細(xì)胞叢以及噬黑色素細(xì)胞和淋巴細(xì)胞結(jié)構(gòu)[30-31]；后腎為排泄器官，也具有造血和免疫功能[28]。當(dāng)頭腎和中腎受到病原刺激時(shí)，組織內(nèi)細(xì)胞便大量增殖以響應(yīng)免疫[32]。脾臟是淋巴系統(tǒng)中最后一個(gè)發(fā)生器官，主要由紅髓和白髓組成，為紅細(xì)胞、中性血細(xì)胞及各種粒細(xì)胞產(chǎn)生、儲存和成熟的場所，是名副其實(shí)的造血系統(tǒng)和免疫器官[33]。脾臟主要依賴淋巴小泡、巨噬細(xì)胞和噬黑色素細(xì)胞產(chǎn)生作用，當(dāng)受抗原刺激后，脾臟內(nèi)部免疫細(xì)胞將大量增殖并作用在整個(gè)器官上。

肝臟是魚體內(nèi)最大的腺體，由于具有消化、代謝、排泄、解毒及免疫等多種功能，肝臟也是動物體內(nèi)最大的代謝器官[34]。魚類代謝產(chǎn)生的有害廢物、外來的有毒物質(zhì)、藥物的代謝和分解產(chǎn)物均由肝臟清除。肝臟還是機(jī)體內(nèi)最大的網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞吞噬系統(tǒng)，能吞噬、隔離、消除入侵和內(nèi)生的各種病原體[24]。值得注意的是，幾乎所有的凝血因子均由肝臟產(chǎn)生，所以肝臟在機(jī)體的凝血和抗凝血兩個(gè)系統(tǒng)的動態(tài)平衡中起著重要的調(diào)節(jié)作用[35]。魚皮膚作為身體的最外層器官[36]，不但是外部和內(nèi)部環(huán)境之間的一個(gè)保護(hù)屏障，還是免疫系統(tǒng)的第一道防線[37]。由于直接暴露在多種外部壓力源下，魚皮膚可以通過系統(tǒng)產(chǎn)生的防御信號[38]，主要依靠分泌的黏液(其中含有大量的抗體、溶菌酶、抗菌肽及免疫球蛋白等免疫成分)和表皮細(xì)胞共同作用來保護(hù)機(jī)體[39]。

除上述免疫器官，腸道的免疫功能也不可忽視。腸道是一個(gè)重要的環(huán)境—生物界面，具有完整的免疫屏障結(jié)構(gòu)，此外，魚腸道中后部還分布著大量的淋巴細(xì)胞，是主要的抗原攝取和免疫應(yīng)答部位[40]。

2 病原菌對魚類免疫器官的影響

病原菌的危害是限制水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要因素之一。通常來說，魚類感染病原菌的死亡率較高，并且由于病原菌種類繁多、致病原因復(fù)雜，對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)有所沖擊。

弗氏檸檬酸桿菌(Citrobacterfreundii)是一種威脅魚類生存的常見病原菌[41]，魚類感染后會出現(xiàn)再生障礙性貧血、蛋白質(zhì)丟失、白細(xì)胞數(shù)量減少及肝臟變性、腎臟造血組織數(shù)量減少、皮膚出血、嚴(yán)重腸炎等不良反應(yīng)，最終導(dǎo)致魚類死亡[42-44]。無乳鏈球菌(Streptococcusagalactiae)是威脅尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)健康的主要病原菌。該菌為革蘭氏陽性菌，呈灰白色，表面光滑，有乳光，單菌落隆起呈圓形，感染無乳鏈球菌的斑馬魚(Daniorerio)表現(xiàn)為眼球突出，鰓和鰭充血，腹部腫脹，且伴有嚴(yán)重出血癥狀(圖1)。無乳鏈球菌廣泛存在于淡水、河口和海洋中，可引起不同魚類的敗血癥和腦膜炎，嚴(yán)重限制了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[45-48]。此外，嗜水氣單胞菌(Aeromonashydrophila)也是危害魚類健康的病原菌。感染嗜水氣單胞菌的魚類出現(xiàn)肝臟壞死、腎小管降解、腸上皮區(qū)域擴(kuò)大等病理變化，給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[49]。近年報(bào)道多、危害嚴(yán)重的魚類病原菌見表1。

圖1 無乳鏈球菌菌落形態(tài)、細(xì)胞顯微形態(tài)和感病斑馬魚癥狀Fig.1 Colony morphology, cell morphology and symptoms of zebrafish infected by S. agalactiaea.無乳鏈球菌菌落形態(tài); b.無乳鏈球菌顯微形態(tài); c、d.無乳鏈球菌感染致死的斑馬魚.a.colony morphology of S. agalactiae; b.micro-morphology of S. agalactiae；c and d.dead zebrafish caused by S. agalactia infection.

表1 病原菌及其對魚類免疫器官的危害

3 魚類重要免疫器官的抗菌機(jī)制

3.1 鰓

鰓作為魚類與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交流的媒介和重要的生物屏障[91]，導(dǎo)致其極易受到各種環(huán)境和致病微生物的威脅。隨著與魚鰓相關(guān)的疾病越來越多[92]，其重要的免疫作用也受到關(guān)注[93]。當(dāng)鰓受到病原菌侵染時(shí)，往往表現(xiàn)出較明顯的病征。例如，細(xì)菌感染引起的爛鰓病會導(dǎo)致鰓蓋內(nèi)表面充血，嚴(yán)重時(shí)還會出現(xiàn)糜爛、鰓絲腫脹、末端黏液分泌增多、鰓絲缺失而導(dǎo)致鰓絲軟骨外露等癥狀。朱潛等[94]在患爛鰓病的鯽魚中分離出維氏氣單胞菌(A.veronii)和陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae)，這2種菌是爛鰓病的致病菌。金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)為革蘭氏陽性菌，菌落厚、有光澤、圓形凸起，對魚鰓威脅巨大。Zhang等[95]探索斑馬魚感染金黃色葡萄球菌后鰓的miRNA表達(dá)水平的改變，共鑒定出30個(gè)差異表達(dá)的miRNA，如miR-153a-3p、miR-133b-3p、miR-134-3p、miR-10a-5p和miR-93等。將這些DEMs進(jìn)行功能富集分析后，發(fā)現(xiàn)其主要參與先天免疫過程、凋亡、防御反應(yīng)和抗菌反應(yīng)，不僅為斑馬魚鰓在金黃色葡萄球菌誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答過程中miRNA的調(diào)控機(jī)制提供了新的視角，還為硬骨魚類對革蘭氏陽性細(xì)菌感染的先天免疫應(yīng)答提供了基礎(chǔ)認(rèn)識。Hu等[96]發(fā)現(xiàn)，魚鰓在蛋白質(zhì)組水平上參與了對嗜水氣單胞菌感染的免疫應(yīng)答，通過同位素標(biāo)記相對和絕對定量分析技術(shù)，鑒定出82個(gè)相對豐度差異蛋白，其中有57個(gè)蛋白豐度在病原菌侵染后上升，如補(bǔ)體成分5、組蛋白H4、甘油醛3-磷酸脫氫酶等，25個(gè)蛋白豐度下降，進(jìn)一步揭示了鰓蛋白質(zhì)組對嗜水氣單胞菌感染的響應(yīng)機(jī)制。Liu等[97]對致病菌和宿主之間蛋白質(zhì)的相互作用研究表明，石斑魚感染遲鈍愛德華氏菌后，從鰓內(nèi)鑒定到8種相互作用的細(xì)菌蛋白(ETAE-2675、ompA、fliC、pnP等)，以及12種相互作用的魚類蛋白(dldH、nme2b、anxa4、canX等)，為揭示鰓的抗菌機(jī)制提供了參考。

3.2 腎臟

腎臟是成魚最重要的淋巴組織。作為中樞免疫器官，它能分化成紅細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及多種粒細(xì)胞，但不同的種類所分化的免疫細(xì)胞類型各異。在魚類中，宿主感染病原菌后，腎臟通常會出現(xiàn)腎小管降解，腎竇腔擴(kuò)大[98]，腎小球的毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血和水腫[99]等一系列組織病理學(xué)反應(yīng)。蔣自立等[100]研究發(fā)現(xiàn)，嗜水氣單胞菌感染后，魚類腎臟會發(fā)生間質(zhì)比例增大，腎小球數(shù)量減少，管腔界限不清等現(xiàn)象。Kumar等[101]研究了虹鱒感染魯氏耶爾森菌對淋巴器官的影響，發(fā)現(xiàn)虹鱒感染該菌后脾臟腫大變黑，可見多灶性壞死，腎小管變性，黑色素巨噬細(xì)胞明顯增多；蛋白質(zhì)組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，頭腎中多種蛋白豐度改變，包括溶酶體、抗氧化劑、金屬蛋白酶、四聚體蛋白、組織蛋白酶、B和C型凝集素受體蛋白等。魚類乳球菌病是由格氏乳球菌(Lactococcusgarvieae)引起的出血性敗血癥。虹鱒感染該病菌后腎臟出現(xiàn)劇烈炎癥反應(yīng)，致使脾臟中炎癥分子、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞、頭腎中NK細(xì)胞、細(xì)胞毒性細(xì)胞以及T細(xì)胞明顯上調(diào)[102]。Byadgi等[103]對感染了格氏乳球菌的鯔魚(Mugilcephalus)頭腎轉(zhuǎn)錄組測序發(fā)現(xiàn)，頭腎中有7192個(gè)差異表達(dá)基因，其中上調(diào)基因4211個(gè)，下調(diào)基因2981個(gè)，涉及的主要免疫相關(guān)途徑包括補(bǔ)體和凝血級聯(lián)、Toll樣受體(Toll-like receptors)信號通路(圖2)、抗原加工和表達(dá)等。鯉魚感染嗜水氣單胞菌后，腎臟免疫基因表達(dá)受到了影響，如HSP70基因的表達(dá)水平降低，IL-1β和TNF-α表達(dá)水平升高，表明病原菌感染顯著影響鯉魚的免疫原表達(dá)[104]。這些研究結(jié)果為了解魚類腎臟抗菌機(jī)制提供了信息。

3.3 脾臟

魚類脾臟是釋放免疫因子和防御病原微生物的主要器官，也是淋巴結(jié)缺失時(shí)主要的繼發(fā)性淋巴器官[106]。魚類脾臟除產(chǎn)生含抗體的細(xì)胞及免疫球蛋白外，還參與B細(xì)胞的發(fā)育、抗原處理以及MHCⅡ類過程[107]，這些都是產(chǎn)生有效適應(yīng)性免疫反應(yīng)的重要過程。C3作為補(bǔ)體系統(tǒng)的重要成分，在草魚對抗嗜水氣單胞菌感染中發(fā)揮重要作用。感染病原菌后，草魚脾臟中C3補(bǔ)體基因的表達(dá)水平顯著上調(diào)，說明較高的C3基因表達(dá)不僅可幫助草魚更好地抵抗細(xì)菌入侵，還能積極修復(fù)損傷組織[108]。感染魯氏耶爾森氏菌干擾了施氏鱘(A.schrenckii)脾臟內(nèi)的免疫相關(guān)基因的表達(dá)水平。代謝通路分析表明，差異表達(dá)的基因主要涉及抗原處理與表達(dá)、補(bǔ)體與凝血級聯(lián)、T細(xì)胞受體信號通路、B細(xì)胞受體信號通路、類節(jié)點(diǎn)受體信號通路和趨化因子信號通路等[87]功能。Long等[109]對虹鱒感染殺鮭氣單胞菌(A.salmonicida)前后的脾臟進(jìn)行比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)和比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析，共篩選出17個(gè)差異表達(dá)基因和蛋白，包括CD209、IL-13Rα1、VDAC2、GIMAP7、PSMA1和ANXA11s等，表明免疫蛋白在魚免疫反應(yīng)過程中具有重要的保護(hù)功能。Jiang等[110]對感染嗜水氣單胞菌前后的鯉魚脾臟進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序及比較，發(fā)現(xiàn)了2900個(gè)差異表達(dá)基因，如IL1B、FRIH、MX2和IL8等顯著上調(diào)，MX1、CO7、APJA和XCR1等顯著下調(diào)，所獲得的差異表達(dá)基因主要參與病原體識別、細(xì)胞表面受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和免疫防御等途徑。Qin等[111]研究發(fā)現(xiàn)，感染嗜水氣單胞菌的瓦氏黃顙魚(Pelteobagrusvachellii)脾臟共有27 803個(gè)差異表達(dá)基因，其中13 934個(gè)上調(diào)，13 869個(gè)下調(diào)。這些差異表達(dá)基因主要涉及免疫信號通路，包括Toll樣受體信號通路、B細(xì)胞受體信號通路和Fcγ受體介導(dǎo)吞噬作用的信號通路等。

圖2 TLR信號通路的負(fù)調(diào)控因子Fig.2 Negative regulators of TLR signaling pathwayTLR3信號通路為MyD88非依賴型，TLR4為Myd88依賴型信號通路的代表；→表示正調(diào)控；所有的調(diào)控因子均為TLRs信號通路中的相關(guān)蛋白(出自文獻(xiàn)[105]).TLR3 signaling pathway is MyD88 independent type, and TLR4 is the representative of Myd88 dependent signaling pathway; → indicates positive regulation; all regulatory factors are related proteins in the TLRs signaling pathway (from reference [105]).

3.4 肝臟

脊椎動物肝臟不僅是新陳代謝的重要場所，因其還可產(chǎn)生細(xì)胞因子、趨化因子、補(bǔ)體成分和APR蛋白以應(yīng)對病原菌的攻擊[112]，所以肝臟還是一個(gè)重要的免疫器官[37]。肝臟的免疫細(xì)胞包括巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞[113]。肝臟在免疫和新陳代謝中的雙重作用使其成為宿主防御病原體攻擊時(shí)調(diào)整代謝功能的重要候選者。劉問[114]發(fā)現(xiàn)，感染嗜水氣單胞菌會導(dǎo)致青魚肝臟出血，肝細(xì)胞邊界不分明、細(xì)胞核固縮、肝板排列紊亂等現(xiàn)象。除了成年青魚，該菌感染還會導(dǎo)致草魚幼魚肝臟結(jié)構(gòu)變化，出現(xiàn)顏色變淺、肝細(xì)胞壞死、血管擴(kuò)張充血等組織病理學(xué)現(xiàn)象。Causey等[115]從蛋白質(zhì)組學(xué)角度探索了魚類肝臟在細(xì)菌感染防御中的作用。結(jié)果顯示，沙門氏菌(Salmonella)感染虹鱒后，肝臟中CD8和MX1基因的表達(dá)顯著上調(diào)，在鑒定出來的2433種蛋白質(zhì)中，有109種蛋白的豐度在病原菌入侵后顯著變化，其中包括了補(bǔ)體系統(tǒng)和急性期反應(yīng)蛋白的上調(diào)。草魚感染嗜水氣單胞菌患敗血癥，肝臟的生物學(xué)參數(shù)和免疫酶活性發(fā)生顯著變化，如肝功能指數(shù)比富爾頓條件因子更敏感，肝臟中過氧化物酶、堿性磷酸酶和酸性磷酸酶活性顯著升高[116]。Li等[117]在對感染魯氏耶爾森菌的鱘魚肝臟的轉(zhuǎn)錄組測序中共鑒定出1112個(gè)差異表達(dá)基因，其中63個(gè)同免疫相關(guān)，如TLR5、IL-8、NALP3、CCL19/21、C1QC、HSP70/90和MHCI等，為人們理解鱘魚肝臟抗菌免疫機(jī)制提供了遺傳學(xué)資源。

3.5 腸道

腸道是魚類重要的免疫器官[40,118]，其主要生理功能包括營養(yǎng)吸收、滲透壓調(diào)節(jié)，減輕病原菌和環(huán)境壓力對機(jī)體的影響[119-120]。魚類腸道免疫功能與天然免疫成分[如溶菌酶、酸性磷酸酶、補(bǔ)體、抗菌肽和適應(yīng)性免疫復(fù)合物(如免疫球蛋白)等]密切相關(guān)[121]。作為先天免疫系統(tǒng)的重要發(fā)生場所，腸細(xì)胞及其免疫因子，如促炎性細(xì)胞因子、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素(IL-6)、抗炎性細(xì)胞因子、IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)等，能維護(hù)或保持腸道免疫穩(wěn)態(tài)，抵抗病原菌入侵[122]。腸上皮之所以能夠識別和對抗病原體，是因其細(xì)胞之間彼此連接，形成了對抗病原體和有毒物質(zhì)的選擇性物理屏障。此外，覆蓋在腸細(xì)胞的黏液層也具有該功能。腸黏膜可激活免疫系統(tǒng)，使機(jī)體形成免疫屏障，從而有效清除外源物質(zhì)及病原菌感染。腸上皮細(xì)胞模式識別受體(PRRs)通過病原相關(guān)分子模式識別病原體。近年來，對魚類模式識別受體的研究大多集中在Toll樣受體上，它對激活先天免疫系統(tǒng)至關(guān)重要[123]。Song等[124]比較分析草魚感染嗜水氣單胞菌前后的腸道轉(zhuǎn)錄組，發(fā)現(xiàn)315個(gè)基因在感染細(xì)菌后上調(diào)(如CCR4、IL8、RRM2等)，234個(gè)基因下調(diào)(如ELA2、RASA1、SERCA等)；進(jìn)一步對差異表達(dá)基因的功能富集結(jié)果顯示，這些基因主要參與了炎癥反應(yīng)、趨化因子和免疫細(xì)胞分化等功能。Li等[125]對感染愛德華氏菌(E.ictaluri)的斑點(diǎn)叉尾(Ictaluruspunctatus)后腸進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)后肌動蛋白細(xì)胞骨架聚合、重塑和連接調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)等相關(guān)基因發(fā)生了表達(dá)響應(yīng)，顯示了腸道在魚類抗菌免疫中的重要角色。

3.6 皮膚

魚類皮膚是抗菌免疫的第一道防線，在維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和防止細(xì)菌入侵方面起著重要的作用[126]。Wang等[127]對嗜水氣單胞菌感染的鯽魚皮膚進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，共鑒定出118 111個(gè)差異表達(dá)基因，對這些基因進(jìn)行代謝通路富集后發(fā)現(xiàn)，其主要參與了TLR、MAPK、JAK-STAT等關(guān)鍵先天免疫代謝途徑。Wu等[128]對斑馬魚的皮膚進(jìn)行了無乳鏈球菌感染試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)PI3K-Akt、IL-17、MAPK、TNF、補(bǔ)體和凝血級聯(lián)信號途徑等重要免疫相關(guān)基因的快速表達(dá)響應(yīng)。Caipang等[129]對大西洋鱈(Gudasmorhua)皮膚進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)皮膚中涉及抗菌、抗病毒和細(xì)胞因子的產(chǎn)生等相關(guān)免疫反應(yīng)的基因均具有較高的表達(dá)量。Guardiola[130]等對歐洲舌齒鱸(Dicentrarchuslabrax)、金頭鯛(Sparusaurata)、石鼓魚(Umbrinacirrosa)和暗石斑魚(E.marginatus)的皮膚黏液進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)被檢測的魚皮膚黏液中均含有IgM抗體和溶菌酶、過氧化物酶、堿性磷酸酶、蛋白酶等與免疫相關(guān)的酶，其相互作用，共同抵御病原體的入侵。這些研究表明，魚類皮膚在抵御病原菌感染方面發(fā)揮了重要的作用，一系列與病原菌免疫相關(guān)的基因是皮膚抗菌免疫的基礎(chǔ)。

4 展 望

近年來，針對魚類抗菌機(jī)制的研究也從單基因或少數(shù)基因的“假設(shè)基因”途徑轉(zhuǎn)向到基于基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等多組學(xué)聯(lián)合研究的“候選基因”途徑，更為高效、全面及準(zhǔn)確地對魚類不同免疫器官的抗菌機(jī)制開展了研究。這些快速涌現(xiàn)的研究成果不但為相關(guān)研究人員打開了更為廣闊的視野，也有助于更系統(tǒng)和深入地了解魚類抗菌免疫防御過程。此外，魚類抗菌免疫學(xué)的深入研究也可為保護(hù)魚類免受或減輕來自病原菌的侵害提供新的思路和手段。如魚類各個(gè)器官抗菌免疫學(xué)機(jī)制的成果為今后設(shè)計(jì)有效的疫苗和抗菌、抗病毒藥物提供了理論依據(jù)和有效靶標(biāo)。然而，當(dāng)前魚類重要器官免疫學(xué)抗菌機(jī)制研究還存在一些不足，如研究魚類種類單一，對抗菌機(jī)制的起源和演化沒有足夠的認(rèn)識，以及對重要免疫基因開展功能基因組學(xué)的研究較少。因此，建議未來重點(diǎn)開展以下3個(gè)方面的研究：(1)通過結(jié)合不同種類和分類單元下魚類重要免疫器官的抗菌機(jī)制，比較分析獲得魚類種間甚至種內(nèi)獨(dú)特和共有的抗菌特征；(2)從細(xì)胞和基因?qū)用?，在軟骨魚類甚至更原始的無頜類動物[如七鰓鰻(Lampetrajaponicum)等]中追溯重要魚類免疫細(xì)胞(如肥大細(xì)胞、淋巴樣細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等)、先天免疫和獲得性免疫重要基因(白細(xì)胞分化抗原分子、趨化因子和抗原呈遞蛋白編碼基因等)的起源和演化規(guī)律，加深對魚類抗菌機(jī)制的系統(tǒng)認(rèn)識；(3)對大量研究中挖掘出的候選基因進(jìn)行群體水平上和功能基因組學(xué)(如利用斑馬魚等模式魚類開展目標(biāo)基因的正反向遺傳學(xué)研究)驗(yàn)證，進(jìn)一步明確重要抗菌免疫基因的功能。