贝类学论文

广东海洋大学GUANGDONG OCEAN UNIVERSITY 贝类学课程论文
贝类免疫生态学研究进展
院系名称：农学院
班级：动科1152
姓名：谢华
学号：201511331228
编号：17
指导老师：栗志明
贝类免疫生态学研究进展
摘要：综述了贝类的一些免疫反应，血细胞的吞噬、包囊、呼吸爆发等细胞免疫反应，血淋巴中的一些酶及调节因子在免疫中也有重要的作用。

阐述了环境因素对贝类免疫的具体影响及其研究进展和成果。

前言：贝类免疫功能分为细胞防御和体液防御两方面。

血细胞的吞噬作用是贝类最主要的防御手段，吞噬功能的具体实现涉及复杂的细胞行为及多种生化反应过程。

除了细胞免疫外，依靠凝集素的凝集作用和调理作用、溶血素及溶酶体酶等各种非特异性免疫因子的共同作用的体液性免疫也起到了重要作用。

关键字：贝类，细胞免疫，体液免疫
1贝类的细胞免疫
1.1血细胞的分类及其研究
贝类血细胞的分类一直分歧很大，目前对贝类的血细胞的结构描述和分类尚无统一标准。

在分类研究中流式细胞技术是贝类细胞分类中的一种先进的方法 , 刘东武等[1]采用流式细胞技术 , 将中国蛤蜊和紫石房蛤两种贝类的血细胞分为透明细胞、小颗粒细胞和大颗粒细胞。

许秀芹[2]等也运用流式细胞仪对多种贝的血细胞进行分类 , 大体分为颗粒细胞和透明细胞。

张朝霞[3]提出细胞核质比和免疫功能特点是贝类血细胞分类的重要依据 , 结合血细胞的形态结构可以将杂色鲍血细胞分成两大类 : 颗粒细胞和无颗粒细胞 ,而无颗粒细胞又可以进一步细分成透明细胞和类淋巴细胞 , 两者在核质比和细胞免疫功能上明显不同 .
由于研究方法、贝类种间的差异性和贝的血细胞发育不同，贝类血细胞分类没有统一的标准。

但血细胞一个重要的特征是细胞质内颗粒的有无，因此目前比较认同的标准是将贝类血细胞分为颗粒细胞和透明细胞两大类。

在温度变化对贝类的影响研究中，张冬冬等[4]分析水温变化及不同温度下干露处理后血细胞数量的变化表明温度对于扇贝血细胞及其亚群的数量具有重要影响无论是水体中还是干露状态下高温均会导致贝类机体的血细胞数量降低死亡率增加并且干露状态下贝类机体对于温度的耐受性更低23度时短时间内大量死亡。

周作强等研究表明缺氧环境中溶菌酶活性的降低直接影响吞噬效率，而溶菌酶又由循环血细胞分泌产生因此，缺氧胁迫对贝类体液免疫系统的负面影响与细胞免疫系统的基本保持一致因此，缺氧胁迫将导致贝类免疫系统的衰退[18]。

1.2血细胞的免疫功能
1.2.1吞噬作用
贝类色主要防御手段是由血细胞完成的吞噬作用。

吞噬作用能够清除入侵的病原体，包括细菌，原虫，大分子物质及无机颗粒等。

当外界条件改变，尤其是动物受到外界抗原刺激时，贝类的主要表现就是吞噬反应，清除的效率取决于细胞的表面特征[9]。

吞噬异物是血细胞最重要的功能 , 这些功能和细胞膜的作用密不可分. 血细胞以其膜上具有很多特殊的受体而有别于其它的体细胞 . 去甲肾上腺素( noradrenaline , NA ) 是儿茶酚胺在软体动物血淋巴内存在的主要形式 , 能降低氧自由基的含量 . 用 N A 处理后的太平洋牡蛎血细胞化学发光的应答明显受抑制 ,表明牡蛎血细胞表面存在β肾上腺素能受体 , 可以对化学发光进行负调节[6]. 另外 , 白细胞介素是位于血清中的一类可溶的蛋白因子 , 可以刺激血细胞的增值和分化 , Cao 等[7]在研究中也发现地中海贻贝的血细胞受细菌脂多糖 LPS 诱导后 , 细胞膜上的白细胞介素α受体大量增加 .
杀伤内吞进贝类体内异物的途径之一是由多种活性氧中间( reactive oxygen inter
mediates ,ROI ) 完成的[6]。

在氧化过程中 , 机体蛋白的变性会诱导贝类和入侵的病原体体内产生热激蛋HSPs。

HSPs会诱导贝类体内大量蛋白类物质的折叠和生成 , 这些物质释放到体液中 , 会促进吞噬作用和提高贝类面对环境胁迫时的免疫力[ 5 ]。

溶酶体释放的各种水解酶是杀伤外来物的另外一种机制。

除了直接参与贝类细胞免疫外 , 溶酶体酶还能作为调理素有效调节吞噬作用[5]。

许秀芹等研究表明酵母聚糖起调理素的作用 , 增强血细胞对异物的识别能力 , 从而提高了其吞噬能力, 促进血细胞对真菌等较大异物的包围杀伤 , 引起血细胞凝结 , 有利于血细胞趋向和杀伤异物及对伤口的修复[8]。

徐翊轩[10]等研究表明脂多糖是革兰氏阴性细菌外膜的组成部分被称为固有免疫的重要激活剂之一具有免疫调节作用有研究发现其在激活血细胞增殖活化酶原增强细胞吞噬活性等方面效果显著。

1.2.2异己识别
研究发现，天然免疫识别分子可以识别一大组或几大组病原体所共有的、保守的、不同于宿主自身成分的某类分子的结构模式，称为病原体相关分子模式PAMP。

天然免疫识别的不是高度专一性空间结构和化学结构，而是某种结构模式，因而是广谱的。

这些对病原体相关分子模式进行识别的免疫识别分子包括血浆中的调理因子以及血细胞表面的某些受体，它们的存在保证了贝类可以有效地对异物进行识别而清除[9]。

1.2.3呼吸爆发
呼吸爆发伴随着吞噬作用而产生，由于在这个过程中可产生大量的活性氧中间体来杀灭和消化病原体微生物，所以在免疫防御中起重要作用[9]。

ROIs伴随吞噬作用中的呼吸爆发( Resp iratoryburst)过程 , 由细胞膜上的高铁细胞色素氧化还原酶产生。

产生的 ROIs 包括超氧阴离子、过氧化氢、羟基自由基和超卤化物 ( Hypohalides) 等。

Nakamura 等在静止和刺激状态的扇贝中都检测到了超氧化氢的产生。

O2-与 NO 结合产生的硝酸盐超氧化物阴离子( peroxynitriteanion ) 是一种稳定的、高毒性的ROIs类物质 , 其有效灭菌活性使其成为最重要的一种活性氧中间物[5]。

1.2.4包囊作用
贝类血细胞在吞噬比自己大的物质时的一种特殊吞噬方式。

在这种防御方式中 , 血细胞会动员自己全部的膜面积在异物表面完全伸展、扁平化 , 最后由若干吞噬细胞形成连续的细胞层而将异物包裹起来, 然后进行降解消除[5]。

1.2.5其他免疫功能
贝类血细胞还可以在伤口修复、炎症反应、神经免疫反应过程中发挥重要作用。

贝类血细胞参与这些免疫功能的基础是血细胞的异己识别和吞噬作用[9]。

2贝类的体液防御因子
2.1溶酶体酶
2.1.1酸性磷酸酶和碱性磷酸酶
酸性磷酸酶和碱性磷酸酶是动物体内的参与免疫防御的两种重要水解酶，能催化有机磷酸脂水解，打开磷酸脂键，释放磷酸根离子[9]。

酸性磷酸酶、碱性磷酸酶等既能直接起抗菌作用 , 又能作为调节因子影响细胞的吞噬[5]。

温度对华贵栉孔扇贝ACP和AKP活性的影响，栗志明等研究表明温度的一次效应和二次效应对ACP,AKP活力影响显著，表明2种酶的活性均易受温度的影响ACP和AKP活力随着温度的升高呈现出先下降后上升的变化趋势[14]。

盐度对华贵栉孔扇贝ACP和AKP活性的影响，在贝类养殖过程中水体盐度的改变能够对机体的渗透压产生影响从而影响生物体内离子水平能量代谢以及电解质平衡最终改变生物体内与免疫相关的酶活性[15]。

栗志明等研究结果显示盐度的一次效应和二次效应对华贵栉孔扇贝ACP和AKP活性影响显著，这表明2种酶活性易受到盐度的影响且存在最大或最小峰值
ACP和AKP活性随着盐度的升高呈现出先下降后上升的峰值变化[14]。

温度和盐度对华贵栉孔扇贝ACP, AKP和GR活性的互作效应，栗志明等采用复合设计对温度和盐度的互作效应进行显著性检验结果表明温度和盐度的交互作用对华贵栉孔扇贝血淋巴中ACP, AKP和GR活性影响显著，原因可能是温度能够改变3种酶的空间构象而盐度则提供酶激活所需的金属离子因此两者能够共同促进酶活性的调节[14]。

2.2凝集素
凝集素在贝类体内十分常见 , 能使细菌、寄生虫和哺乳动物的红血球等发生凝集。

它在调理细胞吞噬、宿主与病原相互识别以及淋巴细胞导航方面发挥着重大的作用[12]。

凝集素的糖基决定簇可以与相应的受体特异性结合 , 凝集素的这种专一性识别与脊椎动物的免疫球蛋白非常类似 , 缺乏免疫球蛋白的无脊椎动物可以依赖凝集素完成抗原与防御系统的识别[13]。

2.3抗菌肽
抗菌肽是指在动物或植物细胞中，由特定基因编码的一类具有广谱抗菌活性的小分子多肽。

[9]多数富含半胱氨酸的阳离子型分子；分子质量一般在10 ku以下；具有热稳定性，多数分子的等电点大于7；在体内合成迅速并能对入侵细菌做出快速反应；具有广谱抗菌活性，对细菌、真菌、病毒、原虫及肿瘤细胞都有作用，但对真核细胞无害；细菌不容易产生耐药性[9]。

在当前抗生素滥用导致许多致病菌产生抗药性的背景下，抗菌肽以其自身特点为解决抗药性提供了一条新的途径。

杨富敏等研究充分利用扇贝加工废弃物——扇贝裙边，利用碱性蛋白酶对扇贝裙边进行酶解，以获得高附加值海洋蛋白来源的抗菌肽[11]。

2.4氧化酶和抗氧化酶类
2.4.1超氧化物歧化酶和过氧化氢酶
超氧化物歧化酶和过氧化氢酶是广泛存在于需氧和耐氧生物体各组织内中的两种重要的抗氧化酶[9]。

在温度对华贵栉孔扇贝SOD, CAT和GSH-PX活性影响研究中，钱佳慧等研究发现，当华贵栉孔扇贝体内SODCAT和GSH-PX活性最大时所对应的温度条件下，华贵栉孔扇贝无论在摄食还是自身活力均优于其他条件组，表明在最适环境条件下，华贵栉孔扇贝抗氧化酶活性较高，利于机体内氧自由基清除，减少个体因呼吸爆发造成的死亡现象[16]。

在盐度对华贵栉孔扇贝SOD, CAT和GSH-PX活性影响研究中，钱佳慧等分析表明高盐度或低盐度能够抑制抗氧化酶活性，只有在适宜的盐度范围内，抗氧化酶活性才能达到最大[14]。

在微量元素铬对栉孔扇贝免疫力的影响研究中，高维锡等研究微量元素铬通过刺激加强栉孔扇贝中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活力从而提高栉孔扇贝的免疫力[17]。

3贝类的免疫应答
贝类的免疫过程大致分为 : 异物识别、异物激活细胞和体液免疫、细胞吞噬异物并释放各种免疫物质以及血浆中的免疫因子共同对靶细胞进行消化 . 研究表明 , 不同种牡蛎对派金虫具有不同免疫应答 , 大部分美洲牡蛎对派金虫很敏感 , 而少部分的美洲牡蛎和太平洋牡蛎却对派金虫具有抗性[12]。

4免疫调节和免疫信号的传递
( 1) 阿片样肽 ( Opioidpeptides ) 的免疫信号传递。

作用阿片样肽 ( 如吗啡和啡呔 ) 是哺乳动物细胞中常见的信号传递重要因子[12]。

( 2) MAPKs调节的信号传导途径。

丝裂原活化蛋白激酶是一族含有丝氨酸 / 苏氨酸残基的蛋白激酶 , 该系统是将细胞外刺激信号传递到细胞核、引起细胞生物学反应的重要信号传导系统[12]。

5小结
血细胞是贝类的免疫的基础，不同种类的血细胞在免疫过程中具有不同的功能，明确不同细胞的功能是其中的关键。

由于研究方法、贝类种间的差异性和血细胞发育的不同，贝类血细胞的分类没有统一的标准。

目前比较认同的标准是将贝类血细胞分为颗粒细胞和透明细胞两大类。

贝类的细胞免疫主要通过吞噬作用完成，血细胞能有效地识别异物，伴随着吞噬作用产生的呼吸爆发。

除吞噬作用外，贝类血细胞还存在包囊作用、炎症反应、伤口修复等，在防御过程中发挥作用。

在贝类的免疫系统中，除了细胞免疫方式外，血淋巴中的溶酶体酶、凝集素、抗菌肽、氧化酶和抗氧化酶类等体液免疫因子也发挥重要的防御作用。

细胞免疫和体液免疫协同作用，共同抵抗外来物质的入侵。

6展望
血蓝蛋白是在节肢动物和软体动物血淋巴中发现的一种铜呼吸蛋白。

贝类的血蓝蛋白是否具有杀菌活性和在贝类免疫系统中具有何种作用 , 至今未见报道 , 有待进一步研究。

目前多通过改善生态环境，强化饵料营养等综合措施来保护和增加机体抗病力。

使用非特异性免疫刺激物，促进贝类的免疫水平，这方面也有待进一步研究。

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