腕足动物门-微孢子虫系统宿主-寄生虫互作:触手冠动物抗寄生虫防御新机制

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Invertebrate Pathology 3.6

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  本研究针对触手冠动物(Lophophorata)中Phoronis embryolabi与Microsporidium phoronidi的宿主-寄生虫互作关系,首次揭示了腕足动物通过细胞封装-排泄清除的独特免疫防御机制。研究人员发现宿主通过形成合胞体包裹感染细胞,经后肾管排泄清除病原体,同时发现微孢子虫通过垂直传播突破宿主防御。该发现为无脊椎动物先天免疫进化研究提供了新范式,发表于《Journal of Invertebrate Pathology》。

  

在浩瀚的海洋中,一场持续了数亿年的微观战争正在悄然上演。微孢子虫(Microsporidia)作为自然界最成功的专性细胞内寄生虫之一,能感染从原生动物到哺乳动物的几乎所有动物类群。然而,科学家们对触手冠动物(Lophophorata)这类古老海洋无脊椎动物的抗寄生虫防御机制知之甚少。俄罗斯科学基金资助的研究团队以Phoronis embryolabi-Microsporidium phoronidi这一独特宿主-寄生虫系统为研究对象,揭开了腕足动物门(Phoronida)对抗微孢子虫感染的精彩防御策略。

研究团队采用多学科交叉方法开展此项工作。通过野外采集共生在Nihonotrypaea japonica虾洞中的P. embryolabi样本(日本海Vostok湾),结合透射电镜(TEM)和激光共聚焦显微镜技术观察感染过程。运用三维重建技术分析vasoperitoneal(血管腹膜)组织的病理变化,并通过连续切片追踪寄生虫在后肾管(metanephridia)排泄过程中的命运。

Results部分核心发现

  1. 形态学观察显示P. embryolabi体长不足9mm,其后肾管兼具排泄和幼虫释放功能。微孢子虫特异性感染vasoperitoneal组织——这种滋养卵母细胞和胚胎的特殊组织。
  2. 宿主通过形成多核合胞体(syncytia)包裹感染细胞,这种细胞免疫反应能有效隔离病原体。电镜显示合胞体含有大量溶酶体样结构,提示存在活性氧杀伤机制。
  3. 被包裹的寄生虫聚集体通过后肾管排出体外,与幼虫释放途径相同。这种"搭便车"式清除机制既能阻断水平传播,又避免损伤宿主重要器官。
  4. 部分微孢子虫通过感染胚胎实现垂直传播,这种"特洛伊木马"策略确保其在宿主种群中持续存在。

Discussion部分创新见解
研究揭示了Lophophorata类群中首例细胞封装-排泄清除的复合免疫防御机制。这种防御策略的进化意义在于:

  1. 合胞体形成能快速隔离病原体,弥补了无脊椎动物缺乏适应性免疫的缺陷;
  2. 通过排泄系统清除避免了炎症反应对宿主的二次伤害;
  3. 微孢子虫的垂直传播促使宿主-寄生虫向低毒力方向共进化。该发现为理解后生动物先天免疫的起源提供了新视角,特别揭示了Lophophorata这类基础冠轮动物(superphylum Lophotrochozoa)中免疫系统的复杂适应性。

论文通讯作者Elena N. Temereva和Yuliya Y. Sokolova指出,这种精妙的免疫平衡可能反映了宿主-寄生虫长期共进化的历史。研究不仅拓展了对无脊椎动物免疫防御的认知,也为水产养殖中微孢子虫病害防治提供了新思路——针对vasoperitoneal组织的保护可能成为阻断垂直传播的关键靶点。

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