重要养殖鱼类IgD和IgT的免疫功能及其与IgM的比较研究

对免疫球蛋白和B细胞的研究是理解鱼类免疫系统结构、组成和功能的关键所在。但到目前为止，还没有在任何一种硬骨鱼类中有关于各类免疫球蛋白（IgD、IgT、IgM）及其相应B细胞在结构和功能等方面进行全面比较研究的报道，这大大制约了人们对鱼类免疫系统组成以及高等脊椎动物免疫系统进化的充分认识。因此本项目拟以虹鳟和鳜鱼这两种我国普遍养殖的，又有一定研究基础的淡水名贵鱼类为研究对象，首先制备针对IgD和IgT的单克隆抗体，然后结合各种细胞、分子、生化和免疫学技术，对虹鳟和鳜鱼迄今所发现的所有三种免疫球蛋白及其相应B细胞的结构和功能进行全方位地比较研究，尤其是对其中最为神秘的IgD和IgT的功能进行深入研究，还包括对各类免疫球蛋白中重链和轻链的组合方式及其与其相应免疫球蛋白受体的相互作用模式的研究，以期搭建研究鱼类免疫球蛋白及其相应B细胞的技术平台，为鱼类疫苗、佐剂和免疫增强剂的设计提供理论依据。

鱼类是最早具有免疫球蛋白分子的脊椎动物。目前，在硬骨鱼类中共发现IgM、IgD和IgT三种类型免疫球蛋白的重链（IgH）基因（Igμ、Igδ和Igτ），以及IgLκG、IgLκF、IgLλ和IgLσ四类免疫球蛋白轻链（IgL）基因。但是免疫球蛋白各类轻链和重链之间的关系及其理化特性和免疫功能的研究还十分有限。本课题以虹鳟为研究对象，（1） 首次克隆获得了虹鳟IgT重链的三种亚型基因，以及虹鳟IgL四种亚型基因。以荧光定量PCR（qPCR）方法明确了虹鳟IgH和IgL基因在免疫应答过程中的时空表达模式，探明了虹鳟IgH和IgL基因在虹鳟不同组织器官中的表达分布情况。在已经公布的虹鳟基因组数据库的基础上，通过本地BLAST阐明了虹鳟IgH和IgL基因座的组织结构。（2） 在对虹鳟IgH和IgL结合偏好性的研究中发现两种生物学现象：其一，运用特异性识别虹鳟IgM和IgT的单克隆抗体，从虹鳟外周血白细胞（PBL）和头肾白细胞（HKL）中分选出IgM+/IgT-，IgM-/IgT+和IgM-/IgT-三种细胞类群。通过qPCR方法测定发现，在两类B细胞中，IgLκG类型的轻链基因表达量最大；同时，IgLκG是虹鳟基因座中丰度最高的轻链基因类型，二者结果一致。其二，IgLσ主要表达分布在虹鳟黏膜相关淋巴组织中，如肠和皮肤；同时，虹鳟血清中的IgT重链（IgHτ）也更倾向于同IgLσ类型的轻链结合，表明IgLσ作为IgT的构成部分可能在虹鳟黏膜免疫过程中发挥重要作用。（3） 我们在虹鳟中克隆得到一个分泌形式的免疫球蛋白Fc受体（FcR）基因，与哺乳动物CD64同源，命名为CD64s；在此基础上，分析了虹鳟CD64s的基因组结构，以及不同组织中的表达情况，并验证了CD64s与虹鳟IgM之间的结合能力。（4） 除此之外，我们还研究了补体成分对虹鳟特异性IgM抗体的增强作用以及抗菌肽对虹鳟B细胞吞噬细菌的可能作用。总之，本研究着重探索了虹鳟不同类型免疫球蛋白重链和轻链之间的组合方式，使人们更加全面地认识硬骨鱼类各免疫球蛋白类型在结构和功能方面的相互关系。同时，发现虹鳟IgT的不同亚型基因，丰富了虹鳟免疫球蛋白的种类，并有助于全方位研究各类免疫球蛋白的功能。另外，发现了虹鳟中存在的与哺乳动物高度保守的分泌型FcR（CD64s），为理解脊椎动物免疫球蛋白的进化和功能提供线索。