Nature新文章:古老的免疫细胞

尽管它们的外表不起眼，来自埃默里大学医学院和德国马普免疫学与实验胚胎学研究所的科学家们证实七鳃鳗有着复杂的免疫系统，其三种类型的白血细胞与我们的B细胞和T细胞相似。研究人员发现了七鳃鳗的另一个T细胞样淋巴细胞谱系，类似于哺乳动物、鸟类和鱼类的“γδT细胞”。

　　

生物通报道  通过研究七鳃鳗生物学家们可以拟想进化的过程，因为它们代表了鲨鱼和鱼类之前进化树的早期分支。

尽管它们的外表不起眼，研究人员发现七鳃鳗有着复杂的免疫系统，其三种类型的白血细胞与我们的B细胞和T细胞相似。

来自埃默里大学医学院和德国马普免疫学与实验胚胎学研究所的科学家们，发现七鳃鳗的一种白血细胞类似于哺乳动物、鸟类和鱼类的“γδT细胞”。 γδT细胞具有保护皮肤和肠完整性的特化功能。

这些研究结果发表在8月11日的《自然》（Nature）杂志上。

新研究发现与早前的一项研究相一致，证实了七鳃鳗体内存在有一些细胞，与两种主要的白血细胞类型：B细胞和T细胞相似。在人类免疫系统中，B细胞能够分化为抗体分泌细胞，可以直接捕获它们的靶标；而T细胞一般只能通过细胞间接触来识别它们的靶标。

论文的第一作者、埃默里大学医学院和埃默里疫苗中心病理学及实验医学助理教授Masayuki Hirano说：“我们定义了七鳃鳗体内另一个T细胞样淋巴细胞谱系，证实所有三种白血细胞谱系的遗传程序都非常的古老。”

Hirano说，研究小组的结果表明，这些与γδT细胞具有相似功能的特殊细胞可能存在于大约5亿年前，有颌类脊椎动物和无颌类脊椎动物分化之前的最近共同脊椎动物祖先体内。

B细胞和T细胞是适应性免疫系统的基础，它们使得哺乳动物、鸟类和鱼类能够对多种多样的病原体做出反应，并“记住”它们遭遇的病原体。B细胞和T细胞可生成特征性的蛋白：抗体（B细胞）和T细胞受体。这些蛋白具有一些因细胞而异的模块化区域，也共享一些跨物种的相似结构和序列。

七鳃鳗的白血细胞能够生成广泛多样的蛋白质，它们的功能与抗体和T细胞受体类似，但相比之下，可变的淋巴细胞受体（VLR）蛋白在结构上则不像抗体。

生成VLR-A的细胞大致与T细胞相似，而生成VLR-B的细胞则与B细胞相似。除了VLR-A 和VLR-B基因家族，Cooper实验室近期还确定了第三组VLR-C基因结构及组合的特征。

在Nature新论文中，作者们证实VLR-C蛋白存在于第三种不生成其他VLR种类的白血细胞上。这些VLR-C阳性细胞是七鳃鳗皮肤中主要的白血细胞类型。它们在七鳃鳗幼虫中更为丰富。

七鳃鳗皮肤中的许多VLR-C蛋白显示相同或几乎相同的蛋白质序列。这一受限的多样性与哺乳动物皮肤中的γδT细胞相似。此外，七鳃鳗的VLR-C阳性细胞激活了一些同样存在于哺乳动物中的基因，控制了γδT细胞的发育。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Evolutionary implications of a third lymphocyte lineage in lampreys

Jawed vertebrates (gnathostomes) and jawless vertebrates (cyclostomes) have different adaptive immune systems1, 2. Gnathostomes use T- and B-cell antigen receptors belonging to the immunoglobulin superfamily3, 4. Cyclostomes, the lampreys and hagfish, instead use leucine-rich repeat proteins to construct variable lymphocyte receptors (VLRs), two types of which, VLRA and VLRB, are reciprocally expressed by lymphocytes resembling gnathostome T and B cells5, 6, 7. Here we define another lineage of T-cell-like lymphocytes that express the recently identified VLRC receptors8, 9. Both VLRC+ and VLRA+ lymphocytes express orthologues of genes that gnathostome γδ and αβ T cells use for their differentiation, undergo VLRC and VLRA assembly and repertoire diversification in the ‘thymoid’ gill region, and express their VLRs solely as cell-surface proteins. Our findings suggest that the genetic programmes for two primordial T-cell lineages and a prototypic B-cell lineage were already present in the last common vertebrate ancestor approximately 500 million years ago. We propose that functional specialization of distinct T-cell-like lineages was an ancient feature of a primordial immune system.