一般认为只有高等脊椎动物拥有复杂的适应性免疫系统,可是现在在低等脊椎动物八目鳗的身上也发现了一种前所未知的适应性免疫反应。
海生八目鳗(Petromyzon marinus)是四亿年前直接从原始的脊椎动物演化而来的。牠们是一种活化石,让我们能瞧见颚和对鳍在演化出来先前,脊椎动物可能长成怎么个模样。免疫有两种,另别为先天免疫(innate immunity)和适应性免疫(adaptive immunity),前者终生不变,后者则会制造出变换无穷的抗体。科学家一般上相信适应性免疫是和颚差不多同时候演化出的,就在约四亿年前。因此科学家希望在八目鳗身上了解原始的免疫系统。然而六○和七○年代的研究显示八目鳗有一定程度的适应性免疫,例如牠们对皮肤的移植会排斥。可是八目鳗免疫系统的兵员显然不是抗体和T细胞,这意味着八目鳗有完全不同于我们的适应性免疫,可是个中奥妙是迄今仍是个谜。
为了了解八目鳗的免疫系统,美国阿拉巴马大学的免疫学家Zeev Pancer等人把一个包含大肠杆菌(Escherichia coli)、细菌、线羊红血球细胞等作成的鸡尾酒注射入八目鳗幼体体内。大部分脊椎动物的淋巴细胞细胞会让这些抗原给活化,并且协调适应性免疫反应,派出抗体和T细胞来摧毁这个外来入侵物。可是八目鳗的淋色球细胞并不从事协调工作,反而直接去对付这些抗原。八目鳗的淋色球细胞的一个细胞膜表面的多变淋巴细胞受器取代了抗体来对抗原鸡尾酒起反应。这个受器有个高度多变的中段区域,可以重组以针对特定的抗原起免疫反应。
参与研究的Benaroya研究所的分子遗传学家Chris Amemiya指出,如此一来已知的适应性免疫就有两种。佛罗里达圣彼得堡All儿童医院的遗传学家Gary Litman指出,这个发现对了解脊椎动物的免疫系统演化是非常重要的。加拿大多伦多Sunnybrook and Women's学院卫生科学中心的细胞生物学家Jonathan Rast认为,类似的免疫反应搞不好也可以在其它脊椎动物身上找到,甚至还可能是个广泛存在的免疫反应。
原文:
Pancer Z. et al. Somatic diversification of variable lymphocyte receptors in the agnathan sea lamprey. Nature, 430, 174 - 180, (2004).