劉 帥，董毓卿，岳福鵬，張樹(shù)民，李 偉

（1. 河套學(xué)院農(nóng)學(xué)系，食品營(yíng)養(yǎng)與功能因子研究中心，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000；2. 大連產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)研究院有限公司，遼寧大連 116021；3. 大連海洋大學(xué)，遼寧大連 116023）

魚(yú)類(lèi)的免疫系統(tǒng)包括先天性免疫和獲得性免疫，先天性免疫是宿主防御病原體的第一道防線，在對(duì)病原體的防御中起著主導(dǎo)性作用。作為低等脊椎動(dòng)物，魚(yú)類(lèi)獲得性免疫并不完善，因此先天性免疫發(fā)揮著非常重要的作用。魚(yú)類(lèi)的先天免疫因子包括溶菌酶、抗菌肽、模式識(shí)別受體、補(bǔ)體、細(xì)胞因子、凝集素及轉(zhuǎn)鐵蛋白等。其中，凝集素因其特異性的識(shí)別功能，近年來(lái)已逐漸成為人們重點(diǎn)研究的對(duì)象。

1 魚(yú)類(lèi)凝集素的分類(lèi)

凝集素種類(lèi)繁多，研究人員根據(jù)其糖識(shí)別結(jié)構(gòu)域 （Carbohydrate recognition domain，CRD） 這一結(jié)構(gòu)特征方面的特點(diǎn)，將動(dòng)物凝集素進(jìn)行了分類(lèi)。就魚(yú)類(lèi)凝集素而言，主要包括以下幾個(gè)類(lèi)型。

1.1 C- 型凝集素

C- 型凝集素是動(dòng)物凝集素家族中的一個(gè)主要類(lèi)型，目前已發(fā)現(xiàn)的C - 型凝集素已超過(guò)了1 000 種，并且隨著研究的深入，這一數(shù)字還在不斷增加。C -型凝集素在魚(yú)類(lèi)中普遍存在，絕大部分C - 型凝集素的凝集活性都依賴(lài)于Ca2+的存在。C- 型凝集素的CRD 通常是由110～130 個(gè)氨基酸殘基組成，其中包含 N 端 β5 和 α1 上的 C1-C4 及 C 端 β3 和 β5 上的C2-C3 兩對(duì)由4 個(gè)半胱氨酸殘基形成的二硫鍵，而這兩對(duì)二硫鍵則是形成C - 型凝集素雙環(huán)結(jié)構(gòu)并維持C- 型凝集素CRD 的關(guān)鍵。

C- 型凝集素種類(lèi)繁多，根據(jù)脊椎動(dòng)物C- 型凝集素的CRD 元件組成的差異，又可將脊椎動(dòng)物的C-型凝集素繼續(xù)分為17 個(gè)亞組。目前，研究人員已從鯉魚(yú) （Cyprinus carpio）、草魚(yú) （Ctenopharyngodon idellus）、尼羅羅非魚(yú) （Oreochromis niloticus）、大黃魚(yú) （Larimichthys crocea） 及斑馬魚(yú) （Danio rerio） 等多種魚(yú)中發(fā)現(xiàn)并成功分離出了多種C- 型凝集素[1-5]。

1.2 半乳糖結(jié)合凝集素

半乳糖結(jié)合凝集素（Galectin） 屬于動(dòng)物凝集素中比較常見(jiàn)的類(lèi)型之一，因其能特異性識(shí)別β - 半乳糖苷，因此稱(chēng)為半乳糖結(jié)合凝集素。半乳糖結(jié)合凝集素包含一段約由130 個(gè)氨基酸殘基組成的保守的的CRD，其凝集活性不依賴(lài)Ca2+存在，而依賴(lài)巰基的存在。半乳糖結(jié)合凝集素可凝集兔紅細(xì)胞、鏈球菌、腸道細(xì)菌、多種革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌，其功能涉及抗腫瘤、抗菌、抗病毒、RNA 轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞凋亡及炎癥反應(yīng)等多個(gè)方面，是一類(lèi)公認(rèn)的多功能分子。在魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)、發(fā)育和黏膜免疫中起著重要的作用。目前，已從海鰻（Conger myriaster）、電鰻（Electrophorus electricus)、斑馬魚(yú)（Danio rerio）、大西洋鱈魚(yú)（Gadus morhua） 等多種魚(yú)類(lèi)中提取分離出半乳糖結(jié)合凝集素[6-9]。

1.3 鼠李糖結(jié)合凝集素

鼠李糖結(jié)合凝集素（Rhamnose-binding lectin，RBL） 首次發(fā)現(xiàn)于海膽 （Anthocidaris crassispina）中，魚(yú)類(lèi)中發(fā)現(xiàn)的鼠李糖結(jié)合凝集素主要存在于魚(yú)類(lèi)卵細(xì)胞及卵巢中，后在頸帶鲾（Leiognathus nuchalis） 皮膚黏液及黑鱸 （Dicentrarchus labrax） 血清中也有發(fā)現(xiàn)[10]。Okamoto M 等人[10]研究表明，鼠李糖結(jié)合凝集素是硬骨魚(yú)特有的凝集素，其特點(diǎn)是能夠特異性結(jié)合鼠李糖。從魚(yú)類(lèi)中已發(fā)現(xiàn)的鼠李糖凝集素能夠結(jié)合兔紅細(xì)胞、卵黃細(xì)胞、革蘭氏陽(yáng)性菌及革蘭氏陰性菌，在魚(yú)類(lèi)的胚胎發(fā)育、免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮著一定的作用。此外，鼠李糖結(jié)合凝集素還具有參與誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、識(shí)別并殺死致病微生物、保護(hù)胚胎等多種生物功能。目前，已從大麻哈魚(yú)（Oncorhynthus ket）、柳葉魚(yú)（Spirinchus lanceolatus）、白斑紅點(diǎn)鮭（Salvelinus leucomaenis）、三齒雅羅魚(yú)（Tribolodon brandti）、西班牙鯖魚(yú)（Scomberomorous niphonius） 等魚(yú)的卵細(xì)胞中分離得到了鼠李糖結(jié)合凝集素[11-14]。

1.4 甘露糖結(jié)合凝集素

甘露糖結(jié)合凝集素 （Mannose-binding lectin，MBL） 在人和動(dòng)物血漿中較為常見(jiàn)，首次發(fā)現(xiàn)于兔肝臟中，能夠與酵母細(xì)胞壁上的甘露糖結(jié)合，因而命名為甘露糖結(jié)合凝集素。甘露糖結(jié)合凝集素一般由9～18 個(gè)相同的肽鏈組成，其CRD 包含148 個(gè)氨基酸。甘露糖結(jié)合凝集素是一類(lèi)機(jī)體的防御分子，能通過(guò)CRD 特異性識(shí)別細(xì)菌、真菌、病毒等微生物表面甘露糖殘基或N- 乙酰葡萄糖胺，從而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用達(dá)到清除外源微生物的作用。目前，已從鯉魚(yú)、鯰魚(yú) （Silurus asotus）、大菱鲆 （Scophthalmus maximus）、大西洋鮭魚(yú)（Salmo salar）、河豚（Tetraodon sp.）[15-19]等中分離出了甘露糖結(jié)合凝集素。

1.5 其他類(lèi)型凝集素

有研究表明，魚(yú)類(lèi)因其種類(lèi)繁多、分布廣泛而成為新型凝集素的豐富來(lái)源。在魚(yú)類(lèi)中發(fā)現(xiàn)的凝集素，除上述主要類(lèi)型外，還包括巖藻糖結(jié)合凝集素（Fucose-binding lectin，F(xiàn)BL）、內(nèi)凝集素 （Intelectin）、正五聚體蛋白、鈣聯(lián)接蛋白和鈣網(wǎng)織蛋白等。

2 凝集素在魚(yú)類(lèi)免疫系統(tǒng)中的功能

凝集素是一類(lèi)非免疫來(lái)源的多價(jià)糖結(jié)合蛋白，是魚(yú)類(lèi)先天免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵成分，可以通過(guò)碳水化合物識(shí)別域（CRDs） 識(shí)別并特異性結(jié)合細(xì)胞表面的糖類(lèi)結(jié)構(gòu)，還可以激活補(bǔ)體系統(tǒng)，對(duì)入侵的病原體形成第一道免疫防御，清除具有潛在危害的破壞性碎片及壞死或凋亡的細(xì)胞[20-22]，在魚(yú)的血漿、皮膚黏液和胃腸道中發(fā)揮著重要的作用[23-24]。

2.1 對(duì)紅細(xì)胞及微生物產(chǎn)生凝集作用

凝集素最初命名是因其能凝集紅細(xì)胞[25]，后續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)，除凝集紅細(xì)胞外還能對(duì)大量致病微生物產(chǎn)生凝集作用。例如，Lopesferreira M 等人[26]從納氏海蟾魚(yú)（Thalassophryne nattereri） 中分離得到的凝集素，可以在不依賴(lài)Ca2+存在的條件下凝集人紅細(xì)胞。Lv C 等人[27]和Wei J G 等人[28]研究表明，從斜帶石斑魚(yú)中分離得到的凝集素的重組蛋白，在Ca2+存在的條件下凝集兔紅細(xì)胞，還能凝集創(chuàng)傷弧菌、金黃色葡萄球菌及釀酒酵母。Argayosa A M等人[29]從羅非魚(yú)血清中分離得到的凝集素不但能夠凝集人的O 型血細(xì)胞，還能夠凝集糞腸球菌和嗜水氣單胞菌。于珊珊[30]從松江鱸（Songjiang perch） 中分離得到的凝集素的重組蛋白能夠凝集包括陰性綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、蘇云金芽孢桿菌、啤酒酵母菌等在內(nèi)的多種微生物。

2.2 以模式識(shí)別受體參與先天免疫

凝集素本身就是一種模式識(shí)別受體（Pattren recognition receptor，PRRs），能夠通過(guò)其 CRD 參與識(shí)別與結(jié)合病原體相關(guān)分子模式（Pathogen-associated molecular patterns，PAMPs），如微生物表面的脂多糖、蛋白多肽及核酸類(lèi)物質(zhì)等糖類(lèi)結(jié)構(gòu)，并以此來(lái)激活先天免疫應(yīng)答，如Liu Y 等人[31]從黑鮶（Black catfish） 中分離出的一種C- 型凝集素能夠凝集腸道弧菌和創(chuàng)傷弧菌，而甘露糖對(duì)其凝集能力有抑制作用。Tasumi S 等人[32]從日本鰻鱺（Japanese eel） 分離得到的半乳糖結(jié)合凝集素AJL-1 能夠凝集鏈球菌。Tsutsui S 等人[33]從河豚中分離出的甘露糖凝集素能夠凝集寄生蟲(chóng)。魚(yú)類(lèi)凝集素通過(guò)識(shí)別病原微生物表面糖類(lèi)結(jié)構(gòu)這一特點(diǎn)，對(duì)病原微生物進(jìn)行凝集，這使得凝集素在魚(yú)體抵抗和防御外來(lái)病原體的免疫應(yīng)答方面發(fā)揮著重要的作用。

2.3 作為調(diào)理素增強(qiáng)免疫細(xì)胞的吞噬能力

多項(xiàng)研究表明，凝集素不僅能夠特異性識(shí)別病原菌表面的糖基，還可以作為調(diào)理素增強(qiáng)免疫細(xì)胞的吞噬能力。研究人員從淇河鯽中分離出的一種C-型凝集素CaCLR 能在致病菌侵染淇河鯽時(shí)發(fā)揮調(diào)理素作用，提高免疫細(xì)胞的吞噬作用。Okamot M 等人[10]從頸帶鲾中分離出的鼠李糖結(jié)合凝集素，能通過(guò)提高免疫細(xì)胞的吞噬能力對(duì)魚(yú)體起到保護(hù)作用。Tsutsui S 等人[34]從康吉鰻（Conger eel） 中分離出的一種甘露糖特異性凝集素conCL-s 與微球體結(jié)合，能夠顯著提高吞噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌的吞噬和清除能力。Fock W L 等人[35]研究發(fā)現(xiàn)，從絲足魚(yú)中分離得到的血清凝集素能夠作為調(diào)理素增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力。凝集素發(fā)揮調(diào)理素的作用，一方面可能是凝集素能夠與宿主免疫細(xì)胞表面結(jié)合，另一方面還可以特異性識(shí)別病原體表面的糖基結(jié)構(gòu)，提高了宿主免疫細(xì)胞對(duì)病原體的識(shí)別能力，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了宿主免疫細(xì)胞對(duì)病原體的吞噬能力。

2.4 激活補(bǔ)體系統(tǒng)

在魚(yú)類(lèi)受病原微生物侵染時(shí)，機(jī)體能夠通過(guò)補(bǔ)體系統(tǒng)發(fā)揮的調(diào)控作用，對(duì)入侵的病原微生物產(chǎn)生免疫應(yīng)答，而凝集素途徑作為補(bǔ)體激活的三條途徑之一，在魚(yú)體先天免疫中發(fā)揮著重要的作用。凝集素途徑是通過(guò)甘露糖結(jié)合凝集素特異性作用于病原微生物表面糖基，激活甘露糖結(jié)合凝集素相關(guān)絲氨酸蛋白酶（MASP），進(jìn)而激活補(bǔ)體系統(tǒng)。Matsushita M 等人[36]研究發(fā)現(xiàn)，七鰓鰻補(bǔ)體C1q 是通過(guò)凝集素途徑來(lái)激活的。于珊珊[30]研究推斷，從松江鱸中分離得到的C- 型凝集素Tf Col-11 可以激活松江鱸的補(bǔ)體系統(tǒng)，從而參與機(jī)體對(duì)病原微生物入侵所產(chǎn)生的免疫應(yīng)答。王莉[37]研究發(fā)現(xiàn)，斑馬魚(yú)早期胚胎可能通過(guò)凝集素途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)，對(duì)入侵的病原微生物產(chǎn)生免疫應(yīng)答。通過(guò)轉(zhuǎn)錄組試驗(yàn)證明草魚(yú)甘露糖結(jié)合凝集素能夠激活草魚(yú)體內(nèi)凝集素補(bǔ)體途徑，在草魚(yú)抗病原微生物侵染中產(chǎn)生免疫應(yīng)答。大量的研究表明，凝集素能夠激活魚(yú)體內(nèi)的補(bǔ)體途徑，從而在魚(yú)體對(duì)抗入侵的病原微生物侵染的過(guò)程中發(fā)揮重要的免疫作用。

3 結(jié)語(yǔ)

魚(yú)類(lèi)凝集素成員種類(lèi)繁多，幾乎具有復(fù)雜的凝集素家族所有組成成分，各類(lèi)凝集素還具有多種亞型，在魚(yú)體免疫方面發(fā)揮著非常重要的作用。近年來(lái)，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的魚(yú)類(lèi)凝集素被發(fā)現(xiàn)，但魚(yú)類(lèi)凝集素識(shí)別、凝集和清除病原微生物的分子機(jī)制尚不十分清楚。因此，魚(yú)類(lèi)凝集素的深入研究對(duì)提高魚(yú)類(lèi)免疫及魚(yú)病的防控等方面具有重要的意義。