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虹鳟鱼鳃中微生物组之谜的答案

虽然许多免疫学家使用小鼠模型进行研究,但宾夕法尼亚大学兽医学院的 J. Oriol Sunyer 使用一种非常不同的生物:虹鳟鱼,提出了变革性的科学见解。

在《科学免疫学》杂志封面上的一篇论文中,Sunyer 及其同事开发了一种操纵鳟鱼免疫系统的方法,以揭示对这些动物如何在促进健康的微生物群的同时抵御感染的新认识。这项工作解决了一个存在数十年的问题,即粘膜抗体——存在于身体粘膜表面(如肠道)或鱼的鳃上的抗体——是否进化来对抗病原体或保持健康的微生物组。事实证明,粘膜免疫球蛋白在脊椎动物进化的早期就共同进化了这两种角色。

“你可能会想,‘虹鳟鱼?我们为它们捕鱼;我们吃它们,’”Sunyer 说。“但事实证明,它们还可以告诉我们很多关于一些基本的生物医学、进化和免疫学问题。”

具体而言,Sunyer 及其同事发现,一种粘膜抗体,一种称为 IgT 的免疫球蛋白,在控制病原体和调节鱼鳃微生物组方面都至关重要,鱼鳃是一种与哺乳动物的多个粘膜表面(如肠道)具有相似性的组织类型。

“我们发现 IgT 扮演着两个矛盾的角色——一方面减少有害微生物,另一方面促进某些有益细菌的存在,”Sunyer 说。“鱼类是最早拥有粘膜免疫系统的骨脊椎动物,因此鱼类拥有一种专门的免疫球蛋白这一事实表明,这两个过程对于脊椎动物的生存非常重要,以至于它们在进化的早期同时出现。 “

近 20 年来,Sunyer 的实验室以鱼类为模式物种,在免疫系统的进化和作用方面贡献了源源不断的发现。2010 年,《自然免疫学》杂志封面上的一篇开创性论文确定了 IgT 的作用。这是首次证明鱼类具有某种形式的粘膜免疫——一种对从环境中进入人体的病原体的更专门的反应;在这种情况下,通过鳃、皮肤和鱼肠。

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