鲤鱼为什么“跃龙门” 且看华师大的新发现

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近日，华东师大生命科学学院杨嘉龙团队研究成果——揭示T细胞免疫的进化规律，被选为Advanced Science的卷首文章。科研团队还请来本校美术学院博士生贾点墨，绘制了一张“鲤鱼跃龙门”图，来解释这个科研发现。在硬骨鱼（鲤鱼）进化（跃龙门）为四足动物（龙）的过程中，T细胞免疫基本不变，保守的谷氨酰胺代谢途径为这种稳定进化奠定了分子基础。

科研团队介绍，4.5亿年前，鱼类率先衍生出基于T、B细胞的适应性免疫系统；这种体系在漫长的进化中被继承和发扬，成为四足动物免疫防御的准则。然而，比较基因组学的证据显示，适应性免疫的左膀（T细胞）和右臂（B细胞），似乎经历了截然不同的进化模式。B细胞免疫随着物种的演化而逐步完善，这不仅体现在新型免疫球蛋白、生发中心的依次出现，更体现在抗体亲和力成熟、类型转换等机制的相继获得。相比之下，T细胞的种类及核心组件，在硬骨鱼向四足动物进化的过程中却基本保持一致。回顾4.5亿年的进化历程，自然选择的压力造成了五次物种大灭绝，使得四足动物与鱼类在免疫器官、生存环境、膳食结构等方面产生了巨大变化。为应对这些挑战，B细胞免疫的进化与完善并不难以理解，而T细胞免疫的稳定遗传则显得愈发神秘。

研究团队首先以低等脊椎动物罗非鱼为模型，描绘了早期T细胞免疫的概况。罗非鱼T细胞通过动态增殖和凋亡，形成了典型的初次、记忆免疫应答；鱼类T细胞的完全活化依赖第一、第二信号的协同作用。为了解析鱼类T细胞免疫的调控机制，研究团队进行了转录组学分析。结果显示，罗非鱼使用了与哺乳动物相似的转录调控网络支持T细胞免疫；而病原感染罗非鱼后，T细胞的差异表达基因主要富集于代谢通路，且发生了大规模的代谢重编程。

研究团队猜测：谷氨酰胺代谢调控T细胞免疫可能是有颌脊椎动物进化中的保守策略。为了验证这一猜测，研究团队选取不同进化阶段的脊椎动物，分析了谷氨酰胺代谢与T细胞免疫的关联。结果表明，罗非鱼、非洲爪蟾、鸡和小鼠共享了保守的c-Myc驱动谷氨酰胺代谢以调控T细胞免疫的机制，而使用罗非鱼的相应分子重建谷氨酰胺代谢途径，能够挽救人类T细胞的免疫缺陷。该发现为理解T细胞免疫的进化提供了新视角，也为干预人类免疫缺陷提供了潜在途径。

华东师大生命科学学院博士研究生李康、韦秀梅副教授、硕士研究生焦新迎，和温州医科大学邓文海博士为本文的共同第一作者，华东师大杨嘉龙教授为本文通讯作者。该研究受到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、面上项目等资助。

新民晚报记者 王蔚

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