生物学家在鱼类粘膜免疫系统研究中取得突破

新墨西哥大学生物系萨利纳斯实验室的研究人员在虹鳟鱼的鼻腔中发现了一种科学家以前不知道的免疫结构。新知识将使鱼类免疫学家更好地了解水产养殖疫苗的功效。

虽然鱼类和哺乳动物具有相似的免疫系统，但在解剖学上存在重要差异。而且，在大多数情况下，非哺乳动物脊椎动物的免疫系统并不为人所知。

研究人员指出，这种鼻腔免疫结构具有“生发中心”的分子特征，这是一种在我们接种疫苗或感染时发生在人体中的反应。生发中心反应通常用作疫苗反应的标志物。

“我们知道人类、小鼠和鸟类淋巴结构中的生发中心反应，但我们认为鱼类免疫系统的结构没有这样的结构，”生物学教授兼副主席艾琳·萨利纳斯(IreneSalinas)说。

“包括我们在内的很多人都在寻找它们，但我们找不到，主要是因为缺乏合适的工具，”她说。

该研究发表在《免疫学杂志》12月版的一篇论文中。UNM生物学博士学生本加西亚是第一作者。FenDong、ElisaCasadei、PedroA.Castrillo、JulienResseguier和爱达荷大学的合作者也是该团队的成员，并且是该论文的合著者。

“十年来，我们一直在研究鱼类的鼻腔免疫系统，但我们一直缺少这些充满淋巴细胞的独特结构，”萨利纳斯说。

直到2018年，我们不断从鱼的鼻腔中解剖出鳟鱼的嗅觉器官，留下了它们一直在寻找的答案。Castrillo是一名兽医，曾在萨利纳斯实验室参观了几个月，他建议保留丢弃的部分并检查整个未受干扰的鼻腔。”

“我们基本上把那个组织留在了后面，这就是这个结构所在的地方，”她说。

萨利纳斯说，这项工作是免疫进化方面的一项开创性研究，对鱼类健康、疫苗学和美国养鱼业都有影响。

生发中心的B细胞是免疫系统的一部分，可以产生抗体来对抗病毒和细菌，让研究人员了解鱼对疫苗的反应。还有很多工作要做，因为需要最终证明这些结构像哺乳动物的生发中心一样发挥作用。这涉及一系列正在进行的实验，这些实验将证明鳟鱼鼻腔生发中心样结构内的B细胞正在成熟以响应感染或疫苗接种。这是通过研究B细胞受体的序列(称为库)来完成的。证明特定B细胞响应疫苗的克隆扩增是尚未完成的难题的关键部分。

“直到现在，当我们开发疫苗时，我们不知道去哪里衡量疫苗对鱼类免疫系统的影响，”她说。

有了这些新信息，可以更好地了解鱼类的疫苗接种，包括需要多次给药的疫苗接种剂量之间的最佳间隔时间。还有希望这项研究可以降低给鱼接种疫苗的成本。该团队希望美国农业部继续支持他们的工作，以优化无需注射即可交付的水产养殖加强疫苗(粘膜疫苗)。

该实验室的下一步工作是使用斑马鱼进行类似的研究，萨利纳斯已经研究了多年。

萨利纳斯说，她很高兴在十年来认为鱼没有生发结构之后被证明是错误的，因为科学有时就是这样运作的。