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威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员进行的一项新研究首次展示了非哺乳动物的适应性免疫系统。这一进展可能对一系列科学目标产生影响，从改进野生动物疫苗到更好地了解基本疾病过程，甚至可能对适应性免疫本身的进化产生影响。
威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员进行了一项新研究，首次展示了非哺乳动物的适应性免疫系统。这一进展可能对一系列科学目标产生影响，从改进野生动物疫苗到更好地了解基本疾病过程，甚至可能对适应性免疫本身的进化产生影响。
这项研究最近发表在《美国国家科学院院刊》上，以非凡的视觉细节追踪了免疫细胞在斑马鱼体内的运动，揭示了细胞在斑马鱼体内的系统循环——这是一种从未被记录过的现象。
像许多科学发现一样，研究人员最初并没有打算做到这一点。
“这是非常无意的，”坦纳·罗伯逊说，他是医学微生物学和免疫学部门的博士后研究员，领导了这项工作。罗伯逊是一位免疫学家，之前曾用老鼠模型研究过人类疾病。老鼠是一个有用的模型，部分原因是，作为哺乳动物，它们共享人类的淋巴结网络。这种豆状的器官在哺乳动物的适应性免疫系统中起着关键作用。对包括斑马鱼在内的许多其他动物来说，情况并非如此。
罗伯逊说:“我对斑马鱼感到困惑的一点是，它来自一个老鼠模型。“他们没有淋巴结，那么他们的适应性免疫系统是如何工作的呢?”
几乎所有的脊椎动物都有适应性免疫系统，由专门的细胞和解剖网络组成，可以抵御病原体。在人类和其他哺乳动物中，淋巴结和淋巴管构成了对抗病原体的T细胞和其他免疫细胞在体内穿行并追捕传染源的物理基础设施。
另一方面，虽然鸟类、爬行动物、两栖动物和有颚鱼类也有适应性免疫系统，但它们缺乏用于收集和移动全身免疫细胞的淋巴结。迄今为止，这些抗感染系统的结构以及它们如何在非哺乳动物中起作用仍然相对不透明。
“很难理解在没有淋巴结的情况下，它们的适应性免疫系统是如何工作的，”罗伯逊说，所以他开始尝试这样做。
利用一种复杂的成像装置和经过基因改造的斑马鱼，使其在成年后保持透明，罗伯逊和他的同事们能够跟踪表达荧光蛋白的免疫细胞在鱼体内传播的过程。
他们发现了一个非常有组织的免疫细胞网络。特别是，他们记录了T细胞通过鱼鳞之间形成的口袋在斑马鱼体内传播。在这些口袋里，荧光细胞呈现出有规律的重复菱形图案，反映了鳞片本身的形状。
“我们发现这些细胞可以在这种被称为集体迁移的过程中移动，这是细胞快速移动的一种非常有效的方式，”威斯康星大学麦迪逊分校医学微生物学、免疫学和儿科学教授安娜·胡滕洛彻说，她在这项研究中为罗伯逊提供了建议。
以前的研究表明，包括哺乳动物在内的其他动物的T细胞可能以类似的方式在体内迁移，但研究人员从未直接观察到这种现象。
“据我们所知，在任何生物体中从未观察到将T细胞组织成重复模式的网络，”Huttenlocher说。
研究人员发现，这种有序的T细胞交通功能类似于哺乳动物的淋巴结。当斑马鱼被感染时，T细胞的行为发生转变，它们在寻找抗原时变得更加随机，而不是在斑马鱼体内不断循环。
虽然这项新研究揭示了斑马鱼的适应性免疫系统是如何运作的，但它也向研究人员提出了许多令人兴奋的问题。
罗伯逊说:“我认为，在这个项目中，我们产生的问题比解决的问题还多。“我们不知道我们在这里描述的网络是否存在于其他动物中。这是一个关于免疫系统进化方式的重要学术问题。
A tessellated lymphoid network provides whole-body T cell surveillance in zebrafish
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