鱼类补体系统的研究进展

1、鱼类补体系统研究现状鱼类补体曲35种以上蛋白质裂解酶、酶抑制因子和受体构成,是机体内最为 复朵的限制性蛋白溶解系统。在鱼类免疫系统进化过程中，补体的出现比免疫球 蛋白早。许多研究表明鱼类补体直接参与机体防御，英生物学活性影响机体抵抗 微牛物的能力、免疫反应细胞间的通讯联系、免疫复合物的形成和持续时间等。 nanaka和koppenheffer的研究结果表明：硬骨鱼类的补体系统活化后，在病原微 生物细胞膜表面形成一个贯穿膜内外的“管道”结构，引起细胞膜损伤外，导致胞 内容物外漏。鱼类补体的调理作用能增强体液和细胞介导的特异性免疫。在虹鱒 和鳗鲫鱼卵的孵化介质屮加入酵母聚糖后，可观察到白细胞趋化因

2、子和白细胞增 殖因子的生成。补体缺失实验表明，机体的非特异性免疫能力下降。因此，补体组分的生物功能、遗传缺陷或运转障碍等将引起血类的感染和自 身免疫缺陷性疾病。所以,研究鱼类补体的生物功能、合成代谢、消耗、分解代 谢及影响补体生物功能的因素，是预防鱼类疾病、探讨各种疾病发生机理的一个 重耍途径。1 鱼类补体系统的组成及特点1. 1鱼类补体系统的组成1. 1. 1 clq/mbl家族clq/mbl都是胶原凝集素，冇很高的同源性，冇相似的功 能。clq参与经典途径激活,mel参与凝集素途径激活。1. 1.2 clr/cls/masp家族在经典途径中,clq与抗原抗体复合物结合以后, 将c1分解为c

3、is和clr进入经典途径下一阶段。同样凝集索途径中,mbl与细菌 表面碳水化合物结合以后进入凝集素途径卜一阶段。1. 1. 3 c3/c4/c5家族c3、c4和c5蛋白分子基因序列的高度相似性以及其 内外显子结构组成表明,c3、c4和c5分子产生与a 2-巨球蛋口基因复制有关。1. 1.4 c2/bf在哺乳动物屮,bf和c2氨基酸序列具有同源性,有相同的外显 子和内含子结构，其基因位于mhc-iii中。bf在旁路途径中具冇关键作用,c2是凝 集素和经典途径激活的必须物。1. 1. 5膜攻击复合物(mac)膜攻击复合物由c5b、c6、c7、c8和c9组成，在 结构上是一组溶解蛋口，是细胞溶解的必

4、要结构。mac在病原微牛物细胞膜上聚 合,形成一个贯通内外的“管道”结构，使细胞膜发生严重损先胞质内容物外泄, 导致细胞溶解破坏。1. 16补体调节蛋白目而在硬骨鱼中已发现因了 ii和类因了 i,且这些因了的 分解活动需要在钙和镁调节。硕骨鱼屮唯一被确定的补体调节蛋白是sbp1,为 110 kda的可溶解蛋口。关于鱼类补体调节蛋白的研究，如确定鱼类是否存在与 哺乳动物相应的补体调节物有待进一步研究。1. 1.7补体受体存在于b细胞表面的补体受体(cr1)能捕捉与抗体和补体结 合的抗原，与其结合后，沿b淋巴细胞膜表面移动，聚集成帽，活化b细胞。抗体能 致敏红细胞和补体结合的复合物和b细胞结合后形

5、成eac花环，除b细胞外,英他 细胞(巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞等)都具有补体受体cr1和ic3b的特殊 受体cr3。其中c3d和c3b的受体cr1和cr2存在成熟的b淋巴细胞膜上。1.2鱼类补体系统的特点与哺乳动物相比，硬骨鱼类补体冇以下不同的特 点:（1）硕骨鱼类补体对热不稳定,有更低最适反应温度，更不易保存；（2）硬骨鱼 类补体抗病原的微生物活性高，具有明显的种或种群特界性；硬骨龟类补体旁 路途径活性比哺乳动物高510倍；（4）硬骨鱼类c3, bf等因子具冇多态性，如虹 鱒的c3有4种同型蛋口，鲤有8种等。2.鱼类补体系统功能补体激活产物对先天性免疫调节作用包括病原体的吞噬和细胞溶解

6、,免疫复 合物的壇强溶解和发炎。补体对体液免疫的调节和增强也起着重要作用。c3/c4 片段连接到抗原或免疫复合物可增强抗原呈递细胞（apcs）对抗原吸收和处理，引 起更多第一次和第二次免疫反应。此外,dempsey等报道，链接到c3的c3d部分降低b细胞激活的临界点，使得 其产生免疫性的能力相对于抗原单独存在提高100010000倍。2. 1调理作用和吞噬作用补体介导的调理作用需要有c3和（或）c4与微生物z间的共价联结，分别导 致表而冇补体受体的噬菌细胞对微生物的识别和吞噬。aderem和underhill报 道补体依赖性嗜菌作用是由c3b/ic3b和c4b/ic4b活化产物和c3受体介导的

7、。 由于补体激活过程屮产生的c3分子比c4分子多，因此在补体介导的噬菌作用 中,c3作用大于c4。补体的调理作用能壇强体液和细胞介导的特异性免疫。2. 2炎症反应c3、c4、c5分子的激活和分裂产生过敏毒素c3a、c4a和c5a。kohl研究表 明c3、c4和c5分子在进化上相关,所以过敏毒素c3a、c4a和c5a在结构和功能 上具有相当程度的相似性。在三种过敏毒素屮c4a与其他两种相关性和激发相关 免疫应答方面作用最小。raftos等报道，非哺乳动物（硬骨鱼）中存在c3a和c5a过敬毒素和它们的受 体。rotllant等研究首次表明，彩虹鱒鱼冇三种c3变体,这三种c3a变体能强烈 激发头肾口

8、细胞的呼吸爆发，但不能引起相同细胞的趋化现象，该现彖依赖竣基 末端精氨酸。为了研究c5a在硬骨鱼中的作用，人们重组产生了彩虹鱒鱼的c5a,并证明它 可以激发周边血液及头肾中口细胞的趋化性。boshra等研究表明輻鱼c5a能触 发白细胞突发呼吸性爆发。人类c5a并不能诱导鲂鱼白细胞活性，表明c5a调节 功能具有动物特异性。boshra等研究表明鲤鱼c5a有类似于化学诱导物作用。 和哺乳动物一样,鲤仇c5a在移除精氨酸的末端竣基仍保持它生物学活性。相对于哺乳动物硬骨鱼的c3a和c5“功能的认识程度还很低，但li等从鱒鱼 补体激活过的血清中鉴定并纯化出一个几乎完全由c3a. c4a和c5a分了组成的

9、 蛋白质片段（puef-8） o该片段能大大增强鱒鱼头肾白细胞粒子吸收能力。流量计 数试验表明puef-8比负对照组（pbs-处理细胞）吞噬细胞数提高34倍，且 puef-8在外周血液和头肾白细胞具有很强的化学诱导物作用。因为哺乳动物的 过敏毒索还未发现发挥相同作用，这表明在鱼先天性免疫中过敏毒索冇新特作 用。未來需耍更多的研究來确定鱼过敏毒素促进乔噬过程所包含的分了机制和细 胞。3 鱼类补体活动影响因素3. 1压力高密度养殖带来的拥挤压力可导致血清选择补体活动免疫抑制。li等鲫鱼 (cyprinus carpio l)密度为25 g/l导致第1天其补体调节细菌活动明显下降, 一直保持低活力在

10、整个试验阶段。yin等短吋间拥挤压力(100 kg/m3, 2 h)导致 乌颊鱼(sparus aurata)血清补体活动直接降低，正常血清补体活力3 d后恢复正 常。ortuno等除了拥挤压力，位置剧烈压力或每天剧烈压力(如处理、运输、麻 醉处理)都能明显降低鱼补体活力。补体系统在很多压力情况下都是向下调节, 补体活力也许可以作为压力鱼类免疫活性的指示器。32营养很多免疫壇强剂(如葡聚糖、维生索、必须脂肪酸)在水产养殖中已广泛运用, 在抵御疾病和压力的刺激有重要效果。tort和chen等研究表明，通过口服补充维生素e和维生素c鱼血清补体可 被明显增强。乌颊鱼和彩!11鱒鱼日粮缺乏维生素e将耗

11、尽选择补体途径活力。维生素c在不同仇类屮亦有类似的刺激。然而,pearce和zapata报道，尙补 充饲喂维生索c(3 g/kg)仅出现呼吸爆发活力，而不是补体活力，这可能与该报道 中较低的摄入量有关onikoskelaincn等认为，高密度的乌颊鱼饲喂补充维生素e 和维生素c的补体活力与低密度饲喂不补充维生素e和维生素c对比h粮的乌颊 鱼相似。这些发现认为维生素e和维生素c可做鱼类的抗应激剂。3. 3季节和温度影响基于鱼类冷血动物的特性，季节和外周温度对鱼免疫功能的影响已了解透 彻。hernandez和tort报道，鱒鱼补体调节溶解活力受鱼对不同温度适应力的影 响。这些研究表明，高温度能捉高

12、补体溶解活力。乌颊鱼补体活力最低的时候是 在最冷的1刀份，活力最高的时候是在秋季水温最高的时候。collazos等研究表 明,tinea acp滴度最高的吋候是在冬季。4.小结由于鱼类进化地位的特殊性，关于其补体系统的研究越来越受到众多学者的 重视，而且也取得了很大进步，但现有研究仍以分子水平的基因克隆和鉴定居多, 关于补体系统的功能及作用机理方面的研究还远远不够。因此，今后还需要进一 步开展以下几方面的研究：(1) 目前对硬骨鱼屮特异性补体活性和补体功能的评价手段述很有限，因此 急需一些功能性试验方法来评价鱼类补体在免疫过程中的作用。(2) 进一步研究补体在宿主-病原体相互作用屮的作用，进而了解补体系统是 如何清除病原体的，而病原体又是如何逃避补体的攻击。补体的调理作用是否足 以清除外來微生物,细胞溶解过程是否是必需的，多态型补体在微生物杀灭中的 作用机制,三