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大黄鱼CD8+ T细胞在抗寄生虫感染中的免疫效应机制及其应用价值研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月29日 来源:Fish & Shellfish Immunology 4.1
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本研究针对水产养殖中寄生虫感染导致的经济损失问题,通过开发大黄鱼CD8α特异性单克隆抗体,首次系统揭示了CD8+ T细胞在抗刺激隐核虫(Ci)感染中的动态变化与功能机制。研究发现CD8+ T细胞在粘膜组织富集,感染后出现脾脏和头肾特异性耗竭现象,同时伴随颗粒酶(granzyme a/b)和穿孔素1(perforin 1)等细胞毒性因子的上调,为水产疫苗开发和疾病监测提供了新靶点。
在海洋水产养殖领域,刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans, Ci)引发的"白点病"每年造成超1亿美元经济损失,传统化学疗法在开放水域收效甚微。这种寄生虫通过鱼体粘膜入侵,导致养殖大黄鱼等高价值鱼种大规模死亡。问题的核心在于,我们对鱼类抵御寄生虫的细胞免疫机制——尤其是具有"免疫杀手"之称的CD8+ T细胞(细胞毒性T淋巴细胞,CTLs)的认识仍停留在分子水平。由于缺乏特异性识别工具,这类细胞在鱼类中的分布特征、抗感染动态及其与哺乳动物的功能异同始终成谜。
福建农林大学(作者单位根据CRediT署名推断)的研究团队突破技术瓶颈,成功制备大黄鱼CD8α单克隆抗体,首次实现该物种CD8+ T细胞的精准示踪。通过建立Ci感染模型,研究人员发现:CD8+ T细胞在鱼体粘膜免疫屏障中形成"前沿哨所",感染后出现"脾脏-头肾特异性耗竭"这一反常现象,并揭示其通过颗粒酶-穿孔素途径执行杀伤功能。这项发表于《Fish》的研究,为开发基于细胞免疫的水产疫苗提供了理论依据。
关键技术包括:1)基于NCBI数据库(Gene ID: 104928930)克隆大黄鱼cd8α基因并预测Ig样结构域;2)用杂交瘤技术制备抗CD8α单克隆抗体;3)建立Ci人工感染模型,设置感染组与对照组;4)流式细胞术定量CD8+ T细胞亚群;5)qPCR检测细胞毒性基因(granzyme a/b, perforin 1)表达。
【动物与伦理声明】实验用大黄鱼(100±5 g)购自福建宁德养殖场,在配备UV消毒系统的循环水养殖系统中驯养2周,水温控制在20℃。
【CD8α基因与蛋白分析】克隆获得687 bp的cd8α开放阅读框,编码含15个氨基酸信号肽的228-aa蛋白。系统进化分析显示,大黄鱼CD8α与鲈形目鱼类聚为一支,与人/鼠差异显著。抗体表位预测锁定第31-50位氨基酸区域。
【CD8+ T细胞组织分布】流式检测发现:CD8+ T细胞在鳃(12.7%)、肠(9.3%)等粘膜组织占比显著高于脾脏(4.1%)和头肾(3.8%),提示其倾向于在病原体入侵门户驻防。
【Ci感染应答】急性感染期出现三大特征:1)脾脏/头肾CD8+ T细胞绝对数量下降40%-50%,但淋巴细胞总数不变;2)鳃部CD8+ T细胞增殖2.1倍;3)细胞毒性基因granzyme a/b和perforin 1表达上调3-5倍。
讨论部分指出,该研究首次揭示鱼类CD8+ T细胞存在"粘膜富集-系统耗竭"的双相应答模式。特别值得注意的是,脾脏/头肾的CD8+ T细胞耗竭无法通过增殖补偿,这种"免疫瘫痪"现象可能是Ci高致死率的关键因素。而鳃部作为感染门户却维持CTL活性,暗示粘膜免疫的局部保护机制。
研究意义在于:1)建立大黄鱼CD8+ T细胞研究的技术体系;2)提出CD8+ T细胞耗竭可作为Ci感染严重程度的生物标志物;3)为开发靶向CTL的DNA疫苗或CD8α抗体佐剂提供新思路。作者Guolong Lai等强调,未来需探究CD8αα/αβ亚群的功能分化,以及如何通过免疫干预逆转系统免疫耗竭状态。该成果对保障我国海水养殖业可持续发展具有重要应用价值。
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