殼寡糖增強草魚體液免疫的細胞和分子機制 華中農大供圖
近日，華中農業大學水產學院教授張永安團隊以草魚為研究對象，解析了殼寡糖誘導魚類B細胞分化并產生天然IgM，從而增強魚類體液免疫的細胞和分子機制。該研究在Carbohydrate Polymers上發表。
殼寡糖是由2-10個氨基葡萄糖經β-1, 4糖苷鍵連接而成的功能性低聚糖，來源于蝦蟹殼，純天然、無毒害、分子量小、水溶性高、易被機體吸收利用，可作為飼料添加劑顯著提高畜、禽、水產動物的免疫力和抗病力并促進動物生長。然而，早期研究多聚焦于殼寡糖對動物先天性免疫細胞（如巨噬細胞和樹突狀細胞）的激活，很少關注殼寡糖對適應性免疫細胞（如B細胞）的活化作用。
為了探究魚類B細胞活化及抗體產生機制，張永安團隊首先制備了草魚IgM重鏈的單克隆抗體，發現健康草魚中存在兩類IgM+ B細胞亞群，即IgM+ B淋巴細胞和IgM+ 髓樣細胞。其中，IgM+ 髓樣細胞被進一步鑒定為類似于哺乳動物的漿細胞，且重組表達的CD40L和IL-21能夠協同促進IgM+ 漿細胞的生成和IgM的分泌表明魚類B細胞能夠被相關信號分子顯著誘導分化。
基于此，研究進一步發現殼寡糖能夠與B細胞表面的甘露糖受體（MR）和整合素（Integrin）結合而激活下游的信號通路，最終強烈誘導草魚脾臟IgM+ B淋巴細胞增殖分化為IgMlo和IgMhi B細胞亞群，其中IgMlo B細胞被證實是一類膜表面低表達IgM，能夠分泌天然IgM的漿母細胞。
活體實驗進一步證實，殼寡糖誘導增殖的IgMlo漿母細胞可以從脾臟遷移到血液，大量分泌能夠靶向病原相關分子模式（PAMP）的天然IgM，從而提高魚體的抗病力。
研究首次揭示了殼寡糖增強魚類體液免疫的細胞和分子機制，為殼寡糖在魚類養殖業中的應用提供了有力的理論支撐。此外，研究還進一步明確了魚類B細胞的先天性免疫屬性，且為研究魚類B細胞的分化提供了良好的模型。
博士生王杰為論文的第一作者，張永安教授和張旭杰副教授為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金以及中央高校基本科研業務費專項資金的資助。