动物胃肠道黏膜免疫简述

　动物胃肠道

黏膜免疫简述　

丁辉景　张　力　张明珠

甘肃农业大学

摘　要　胃肠道作为机体营养物质的消化吸收场所,也是动物机体对肠道有害物质免疫防护

的重要部位。胃肠道黏膜免疫是机体免疫系统的一个重要组成部分,是动物胃肠道免疫防护的第

一道屏障,受到复杂且特殊抗原的影响,通过营养调控措施增强机体黏膜免疫的功能,对动物机体

作用重大。

关键词　黏膜免疫　影响因子　效应因子　营养调控

黏膜免疫系统在抵抗感染方面起着极其重要的作用,黏膜抗感染保护性作用的产生依赖于黏膜局部和系统的免疫反应。近年来,黏膜免疫日益引起人们的重视,并被认为处于现代免疫预防的中心地位。

1　黏膜免疫系统

黏膜免疫系统主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织(包括肠道黏膜集合淋巴结和呼吸道等黏膜下层的淋巴小结和弥散型淋巴组织,含有丰富的B细胞、T 细胞和巨噬细胞,它们弥散分布在黏膜上皮内及黏膜下,或由单个或多个淋巴滤泡聚集成淋巴小结),及某些带有生发中心的器官化淋巴组织,如扁桃体、小肠派氏集合淋巴结(Peyer’s patches,PP)及阑尾等,由肠相关淋巴组织(G A LT)、支气管相关淋巴组织(BA LT)、黏膜结合淋巴组织、致敏淋巴细胞散布途径和黏膜免疫效应部分及其他黏膜相关淋巴组织组成的免疫系统。机体超过50%的淋巴组织和超过80%的免疫细胞集中于黏膜免疫系统。

2　胃肠道黏膜免疫系统

胃肠道不仅是营养物质消化吸收的场所,还是机体内最大的细菌和毒素贮库,正常肠道之所以能将数量巨大的细菌和毒素等有害物质有效局限于胃

收稿日期:2007-04-23肠道内,依赖于肠道免疫系统多方面多层次的免疫防护,即胃肠道免疫。胃肠道免疫是由一个复杂的肠道免疫系统组成,肠道免疫系统的狭义概念是指由有结构的组织黏膜滤泡和弥散淋巴组织构成的肠相关淋巴组织(G ut-ass ociated Lym phoid T issue, G A LT),也叫黏膜免疫系统。

3　胃肠道黏膜免疫系统在系统构成和功能上的特点

诱导位点和效应位点是包括2个功能的部位。诱导位点为首次接触抗原并诱导起始反应的位点,主要包括肠道相关淋巴组织(G A LT)和M细胞等。效应位点主要包括肠道黏膜固有层淋巴细胞、上皮内淋巴细胞和一些相关的外分泌腺(如泪腺、唾液腺和乳腺等)。

4　胃肠道黏膜免疫系统发挥功能的特点

1)具有特异的免疫分子介导的免疫反应和黏膜

归巢(mucosal homing)。

在诱导部位和效应部位间,主要通过淋巴细胞归巢发生联系。即在一个诱导部位致敏的免疫细胞,经胸导管进入血循环,逐步分化成熟,在特异性归巢受体(hom-ingreceptor)的介导下,约80%的免疫细胞归巢到抗原致敏部位(即诱导部位的黏膜固有层或上皮内)发挥效应功能,由此使黏膜免疫相对独立于系统免疫,表现为局部性。另外,约20%的

　生理代谢调控

22　饲料研究　FEE D RESEARCH N O.1,2008

免疫细胞进入其他黏膜部位,发挥效应功能,使不同黏膜部位的免疫反应相关联(Brandtzaeg等,1999)。因此,有人把从黏膜诱导部位归巢到效应部位这一功能上相联的系统统称为共同黏膜免疫系统(comm onmu-cosalimmunesystem)。

2)是Ig A、Ig B细胞和记忆性T细胞定位的场所。

3)所分泌的免疫球蛋白主要是S-IgA。

黏膜免疫主要的作用对象是黏膜表面吸入或食入的大量种类繁多的抗原。既可对大量无害抗原下调免疫反应或产生耐受,也可对有害抗原或病原体产生高效体液和细胞免疫,进行有效免疫排斥或清除(高杰英,2000)。以上这些性质一方面使宿主不受病原体的伤害,另一方面使机体对普通的食物抗原和正常微生物产生免疫耐受。

5　胃肠道黏膜免疫系统效应因子

5.1　M细胞

小肠黏膜下的淋巴集结称为Peyer氏淋巴结(PeyersPatches,PP结)。胃肠道黏膜免疫系统具有特殊的PP结。研究表明,PP结具有明显的淋巴上皮及上皮下的大量淋巴组织,淋巴组织中有多量的淋巴滤泡,覆盖滤泡的上皮细胞被称为M细胞或滤泡结合上皮(F ollice-ass ociatedepithelial,FAE)。M细胞顶端胞质很薄,其游离面缺少像肠吸收上皮那样规则排列的微绒毛,而是以微皱褶和短而小的不规则微绒毛为特征。M细胞可通过吸附、胞饮和内吞等方式摄取肠腔内抗原性异物并转运抗原,尤其是转运颗粒性抗原至位于其下方的组织,并以囊泡形式转运给凹腔内的MΦ和树突状细胞(DC),再由它们将抗原提供给淋巴细胞,从而诱发黏膜免疫。M 细胞将颗粒和微生物直接转运至黏膜淋巴滤泡的特殊环境,似乎是启动分泌免疫反应的第一步。

5.2　上皮细胞间淋巴细胞(intraepithelial

lym phocyte,IE L)

IE L是存在于小肠黏膜上皮内的一类独特细胞群,通过基底膜沿上皮细胞内淋巴细胞(IEC)侧面定位于黏膜上皮细胞间,由αβ+T细胞和γδ+T细胞构成。研究表明,IE L有与细胞毒素T细胞及NK 细胞相似的胞内颗粒,如穿孔素、粒酶和丝氨酸酯酶,具有组成性溶细胞活性,故IE L的主要功能是细胞杀伤作用。上皮间淋巴细胞具有辅助活性,可产生Th1和Th2功能相关的细胞因子,调节其他淋巴细胞和上皮细胞功能;也可分泌淋巴细胞因子,如T NF-α、γ-IFN和I L-2,因此,在防御肠道病原体入侵方面发挥重要作用,如杀死细菌;清除被病毒感染的上皮细胞,还能刺激上皮细胞更新,产生对食物抗原的免疫耐受。

5.3　肠上皮细胞

肠上皮细胞间以紧密连接为主,刷状缘表面分布致密的碱性磷酸酶与S-IgA和杯状上皮细胞分泌的黏液组成动物体与外界的一层屏障,阻止绝大部分外来致病原侵入。肠上皮细胞可表达主要组织相溶性抗原I、II(major histocom patibiloity com plex classI,II;MHC I,II)和C D1发挥抗原呈递功能;它通过产生分泌成分(SC),有效转运S-IgA从黏膜固有层进入肠腔,参与S-IgA的分泌,还产生大量黏膜免疫调节因子,如I L-4和I L-10等。

5.4　固有层淋巴细胞(LP L)

固有层细胞位于肠道黏膜固有层,T、B淋巴细胞均很丰富,肠道黏膜固有层缺乏RAG1和RAG2表达,表明此处无T细胞发生,其T细胞来源于Peyer氏结。已发现,在肠道黏膜免疫部位的免疫应答以辅助T细胞(Th2)型为主,定居在固有层的C D4 +Th2细胞可分泌多种Th2型细胞因子,如TG F-β、I L-4、I L-5、I L-6及I L-10。Husband研究了各种Th2型细胞因子在黏膜免疫中的作用,结果发现,由于I L-4可激活静止期B细胞,故在诱导局部及全身抗体应答中起关键作用,而I L-5和I L-6则主要在黏膜部位发挥特殊作用。I L-6在促进肠道和呼吸道IgA应答方面起重要作用,这已通过用基因去除技术(K nockout)灭活I L-6基因得到证实。I L-4、I L-5和I L-6可协同诱导S-IgA+B细胞分化成为IgA+浆细胞。因此,固有层是黏膜免疫应答的主要效应场所,浆细胞所分泌的大量IgA可通过分泌片段的介导进入黏膜表面,中和抗原物质,起到清除外来抗原保护机体的作用。

5.5　分泌型IgA(S-IgA)

胃肠道免疫系统功能中起中心作用的是由B 细胞转化为浆细胞后产生的IgA。分泌型IgA (SecretedimmunoglobulinA,S-IgA)是黏膜应答过程中的主要效应因子,是阻止病原体入侵黏膜的第一道有效防线。IgA抗体在黏膜表面非常重要,其在黏膜部位的产量远远多于在其他组织。大量IgA可遏

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