Styela plicata（Lesueur, 1823）冠状器官毛细胞中TLR2和Langerin/CD207的表达

《Tissue and Cell》：Expression of TLR2 and Langerin/CD207 in the hair cells of Styela plicata (Lesueur,1823) coronal organ

海鞘冠状器官毛细胞免疫相关分子研究：通过TLR2、Langerin/CD207和α-Tubulin抗体及PNA凝集素标记，证实Styela plicata的毛细胞表达免疫分子，揭示其作为先天免疫模式生物的潜力。

　　本研究聚焦于海鞘类动物（Ascidians）中的冠状器官（coronal organ）中发现的“毛细胞”（hair cells），并探讨这些细胞在免疫防御中的作用。海鞘是一类原始的脊索动物（protochordates），属于尾索动物门（Urochordata）中的海鞘纲（Ascidiacea），其特征是具有一个覆盖全身的“被囊”（tunic），并且主要通过两个敏感于触觉的虹吸（siphons）进行滤食活动。其中，口腔虹吸（oral siphon）和动脉虹吸（atrial siphon）分别用于吸入和排出水流，而口腔虹吸的底部则形成了一个复杂的冠状器官，该器官包含许多具有触觉敏感性的毛细胞。

毛细胞是多种生物体中常见的感觉细胞，其结构和功能在脊椎动物中尤为显著。在脊椎动物的内耳和侧线系统中，毛细胞通过其顶端的“立毛”（stereocilia）感知机械刺激，从而参与听觉和平衡功能。此外，这些细胞还表现出对病原体的敏感性，因此在多种耳部疾病的免疫反应中扮演重要角色。研究发现，毛细胞的免疫功能与其结构密切相关，特别是在内耳的柯蒂氏器（organ of Corti）中，毛细胞与支持细胞共同作用，对机械刺激做出反应，并可能参与免疫防御机制。

海鞘中的毛细胞结构与脊椎动物的毛细胞有显著的相似性，特别是在其形态、胚胎起源和排列方式上。这种相似性表明，毛细胞的形成可能在脊索动物的进化过程中具有一定的保守性。尽管海鞘的形态结构较为简单，但其冠状器官中的毛细胞显示出复杂的组织特征，包括多个立毛以及基部与神经突触的连接。这些立毛不仅在结构上与脊椎动物的毛细胞类似，而且在功能上也表现出相似的特性，例如对机械刺激的感知能力。

在本研究中，科学家们对海鞘（Styela plicata）的冠状器官中的毛细胞进行了详细的免疫组织化学分析。他们使用了多种抗体和植物凝集素（lectin）进行标记，包括Toll样受体2（TLR2）、Langerin/CD207以及α-微管蛋白（α-Tubulin）。同时，他们还应用了花生凝集素（PNA），这是一种能够识别特定糖基结构的分子。研究结果表明，这些毛细胞中存在TLR2、Langerin/CD207和α-Tubulin的表达，并且通过PNA标记可以检测到与免疫反应相关的糖基化分子。这表明，海鞘的毛细胞不仅具有感知功能，还可能参与免疫防御，特别是在识别和应对病原体方面。

Toll样受体2（TLR2）是一种在脊椎动物和无脊椎动物中广泛存在的模式识别受体（PRR），它能够识别多种病原体相关分子模式（PAMPs）。TLR2在免疫细胞中起着关键作用，特别是在局部和全身性感染的防御中。研究发现，TLR2在海鞘的被囊和内咽喉（endostyle）中均有表达，这进一步支持了海鞘在免疫机制研究中的潜在价值。内咽喉是海鞘消化系统的一部分，它可能通过虹吸作为微生物进入的通道，而TLR2的表达可能有助于识别和应对这些潜在的病原体。

Langerin/CD207是一种C型凝集素（CTL），它能够特异性地识别暴露在外的糖基结构，包括来自自身和非自身来源的分子。这种识别能力使得Langerin/CD207在免疫系统中发挥重要作用，特别是在先天免疫反应中。研究发现，Langerin/CD207在海鞘的毛细胞中也有表达，这表明这些细胞可能具备识别和响应外来病原体的能力。此外，CTLs在脊椎动物和无脊椎动物中均具有进化上的保守性，说明其在免疫防御中的普遍重要性。

α-微管蛋白是细胞骨架的重要组成部分，它在毛细胞的结构和功能中起着关键作用。微管网络不仅维持毛细胞的形态，还参与其内部物质运输，包括神经递质的传递。研究显示，α-Tubulin在海鞘毛细胞中也有表达，这进一步证明了这些细胞的结构复杂性和功能多样性。

花生凝集素（PNA）是一种能够识别特定糖基结构的植物凝集素，它在海鞘的毛细胞中显示出对Galβ1→3GalNAc-glucoconjugates的结合能力。这些糖基化分子在免疫反应中可能起到识别和标记病原体的作用，从而促进免疫系统的清除功能。PNA的结合能力表明，海鞘的毛细胞可能通过这种糖基识别机制参与免疫防御，这为研究先天免疫系统的进化提供了新的视角。

海鞘作为研究模型，其在免疫和感觉系统的进化研究中具有重要价值。研究发现，海鞘的毛细胞不仅具有感知功能，还表现出免疫相关的分子表达。这种双重功能表明，毛细胞可能在进化过程中经历了功能的扩展，不仅负责感知外界刺激，还参与了宿主对病原体的防御。这与脊椎动物中毛细胞的免疫功能相呼应，进一步支持了毛细胞在进化过程中具有保守性的观点。

在脊椎动物中，毛细胞的形成受到一系列转录因子的调控，如Atoh1和Neurog等。这些转录因子在脊椎动物的内耳和侧线系统中起着关键作用，它们的表达模式可能与毛细胞的分化和功能有关。研究发现，海鞘的毛细胞也表现出类似的分子表达，这可能意味着在进化过程中，这些细胞的形成和功能具有一定的遗传基础。此外，海鞘的毛细胞可能与脊椎动物的毛细胞共享某些关键的基因调控网络，这为研究感觉和免疫系统的共同起源提供了线索。

在海鞘的冠状器官中，毛细胞的结构和功能不仅限于感知，还可能涉及免疫防御。这种功能的多样性表明，毛细胞在进化过程中可能经历了功能的多样化，以适应不同的环境需求。例如，在海鞘的冠状器官中，毛细胞可能通过感知水流中的颗粒物，触发一系列防御反应，如虹吸的闭合、纤毛的停止运动以及身体肌肉的收缩。这些反应有助于清除有害物质，保护海鞘的内部结构。

海鞘的冠状器官还显示出与脊椎动物的听觉和侧线系统的相似性。在脊椎动物中，这些系统中的毛细胞通过立毛的排列和基部的神经突触连接，实现对机械刺激的精确感知。海鞘的毛细胞虽然结构较为简单，但它们的立毛排列和神经连接方式与脊椎动物的毛细胞有显著的相似性，这可能意味着在进化过程中，这些细胞的功能和结构经历了某种趋同演化。

此外，研究还发现，海鞘的毛细胞可能具有多种类型的细胞结构，包括不同长度的立毛以及支持细胞和分泌细胞的配合。这种多样性可能与不同物种的适应性有关，例如某些海鞘的毛细胞可能具有更长的立毛，以便更有效地感知水流中的微小颗粒物。同时，支持细胞和分泌细胞的存在可能有助于毛细胞的稳定性和功能维持。

总的来说，海鞘的毛细胞不仅在结构上与脊椎动物的毛细胞有相似之处，而且在功能上也表现出免疫防御的潜力。这种双重功能使得海鞘成为研究感觉和免疫系统进化关系的重要模型。通过进一步研究这些细胞的分子机制和功能特性，科学家们可以更深入地理解感觉和免疫系统的共同起源及其在进化过程中的相互作用。