动物免疫球蛋白的研究现状及发展前景

范 磊 高延娜 宋丽霞 包小萌 （山东省海阳市动物疫病预防与控制中心 265100山东省海阳市二十里店镇畜牧兽医站 山东省海阳市辛安镇兽医站）

动物免疫球蛋白的研究现状及发展前景

范 磊①高延娜②宋丽霞②包小萌①（①山东省海阳市动物疫病预防与控制中心 265100②山东省海阳市二十里店镇畜牧兽医站 ②山东省海阳市辛安镇兽医站）

免疫球蛋白(Ig)指具有抗体(Ab)活性或化学结构，与抗体分子相似的球蛋白。免疫球蛋白分子是由两条轻链和两条相同的重链所构成的多肽链结构，其中重链有五种，与之相对应的免疫球蛋白分子为5类，即免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白D(IgD)和免疫球蛋白E(IgE)整个免疫球蛋白分子可分为恒定区和可变区两个部分。由于免疫球蛋白重链恒定区在免疫过程中起着多种效应作用，目前已对多种动物的免疫球蛋白重链恒定区进行了研究，如哺乳动物，爬行类，鸟类等。了解免疫球蛋白的结构和功能，对于了解免疫系统有着重要意义。

1 鱼类免疫球蛋白的研究进展

研究鱼类Ig的组成及其产生规律，对认识具有丰富物种多样性的不同鱼类的免疫系统，以及利用鱼类的获得性免疫进行免疫保护，选择和改进养殖鱼类免疫接种方法具有实际意义。要揭示一种鱼类的免疫球蛋白基因的组成，可以采用同源克隆，或者筛选基因组文库的方法，也可以采用水产学报34卷从血清或者从其它体液中分离抗体方法，从而在基因或者蛋白水平认识鱼类的获得性免疫系统。研究表明经口腔和腹腔免疫可明显刺激系统免疫应答，而经浸泡免疫更适宜于诱导机体的黏膜免疫反应。另外，佐剂也可增强鱼体抗疾病的免疫反应。此外，随着鱼类年龄的增长，对胸腺依赖性抗原的液免疫应答水平可能有所下降。环境，包括季节、温度胁迫等也会对鱼体内Ig的产生有一定的影响；一般认为在一定范围内温度越高，生成Ig的效价越高，产生应答的速度越快。近几年来，免疫球蛋白的研究已取得了一定进展，在鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类中相继报道了一些新的免疫球蛋白的存在。其中，在几种硬骨鱼类中都报道了IgZ/IgT的存在，其IgH基因座也逐步得到阐明，这些研究成果不仅丰富了鱼类免疫球蛋白的内容，奠定了鱼类病害免疫防治的基础，而且为揭示脊椎动物Ig的进化提供了基础。已有的研究表明，硬骨鱼类的IgH基因座中重链基因的数目以及IgH基因座的拷贝数都存在一定差异，且大部分具有重要经济价值的鱼类的IgH基因座尚未被阐明，这些都有待更进一步的研究。此外，关于鱼类B细胞的个体发生方面的研究，已在一些鱼类中得以开展，但由于不同鱼类在孵化时和淋巴器官发育方面有可能存在差异，要总结出B细胞个体发生规律，还需要对多种鱼类的B细胞个体发生进行进一步研究。最近，Zhang等研究表明虹鳟IgT的功能与哺乳类IgA一样，主要是黏膜免疫的作用。但目前对有关鱼类粘膜免疫的理化特性、免疫特性及和血清Ig之间的关系等方面的了解还远远不够。

2 哺乳动物免疫球蛋白重链恒定区基因研究进展

灵长类的IGHC位点在灵长类(primates)的进化过程中，多重重组的发生使免疫球蛋白重链恒区基因家族不断的发生重复和缺失，因此灵长类IGHC基因的数目变异非常大。在人类进化过程中，发生了包括Cγ-Cγ-Cε-Cα区的基因重复；黑猩猩(chimpanzee)、大猩猩(gorilla)都有两个51-Cε-Cα-31，这一点与人类一样;而猩猩(Orangutan)和恒河猴(Macaque旧世纪的一种猴)都有一个51-Cε-Cα-31。目前的研究揭示，猩猩，长臂猿(gibbon)和旧世纪猴(old world monkey)都有一个Cε基因，并且分别有1、2、1个Cα基因。除这些成簇的重链基因外，每个物种都有一个被修饰的Cε假基因，而不同物的Cε假基因发生了不同程度的缺失，人类有3个Cε，1个位于Cα2上游;第2个为假基因Cψε1，该基因CH3外显子前部分缺失从而形成截断的无功能的基因;第3个为另一个假基因Cψε2，并定位于9号染色体。黑猩猩分化后Cψε1完全缺失。大猩猩的Cψε1也为一个截断形式的ε基因，然而其缺失部位与人类不同，位于CH2外显子前。灵长类免疫球蛋白Cα的数量是变化的，Cα等位基因多态性很高，尤其是5个不同的铰链区。研究发现，黑猩猩ε基因和α基因的结构与人类相同，表明在进化上人类和黑猩猩亲缘关系最近[1]。以上结果显示，包括Cγ-Cγ-Cε-Cα的基因重复发生在人科动物共同的祖先中，而Cε基因随后的缺失独立地发生在每一人科物种中。

3 野生动物免疫球蛋白重基因研究进展

目前，国内外学者借鉴人类医学的试验方法开展了野生动物免疫球蛋白的相关研究包括：（1）针对广泛存在的病毒或某种动物的种特异性疾病来分析其免疫水平；（2）通过对患病个体的研究，提取并纯化特异性免疫球蛋白，为疾病的诊断提供诊断试剂盒；（3）为了增强动物机体的免疫力，制造免疫球蛋白类食品—免疫添加剂；（4）提取并纯化某一物种的免疫球蛋白，制备疫苗，达到预防疾病的目的。王冬平等[1]测定了Balb/c突变无毛小鼠血清中IgG的含量，表明该突变未引起成年小鼠正常血清IgG含量的变化。王成东等[2]测定了3只大熊猫初乳中的sIgA、IgG、IgM，表明sIgA是大熊猫初乳中最重要的免疫球蛋白，IgG和IgM是大熊猫初乳中的主要成分。为大熊猫人工育幼及大熊猫幼崽食品添加剂的制备奠定了基础。刘先菊等[3]纯化了貉血清IgG，并使用常规免疫法制备了兔抗貉IgG血清，建立了可行的貉血清IgG的纯化方法和高效价的兔抗貉血清IgG，为貉血清IgG二级抗体酶联物的制备储备了资源。刘先菊等[4]从虎血清中得到IgG粗品，并对粗品IgG进一步分离纯化，建立了简便、快速、纯度高、活性好的虎血清IgG的分离纯化方法，为虎血清IgG二级抗体的制备提供了高纯度、活性好的一级抗体免疫原。张彦龙等[5]从兰狐和银黑狐血清中提取和纯化了IgG，对狐源犬瘟热(CD)等疫病血清流行病学的调查、诊断试剂盒的开发及疫苗免疫效果的评价奠定了基础。

[1] JanewayCA, Paul T, Walport M, etal.Immunobiology∶the Immune System in Health and Disease[M]. NewYork∶ Current Biology Publications/ GarlandPublishers, 2001.

[2] FlajnikM F. Comparativeanalysesofimmunoglobulin genes∶surprises and portents[J]. Nature Reviews Immunology, 2002, 2(9)∶ 688- 698.

[3] 杨汉春. 动物免疫学[M]. 2版. 北京∶ 中国农业大学出版社, 2003. [4] haoY F, KacskovicsI, PanQ, etal.ArtiodactylIgD∶ themissinglink[J]. JournalofImmunology, 2002, 169(8)∶4408- 4416.

[5] ZhaoY, RabbaniH, ShimizuA, etal.Mappingofthe chickenimmunoglobulin heavy-chain constantregion genelocusrevea lsaninvertedα geneupstream of a condensed gene[J]. Immunology, 2000, 101(3)∶ 348- 353.

[6] Gambón-DezaF, Espinel C S.IgD in the reptile leopardgecko[J]. MolecularImmunology, 2008, 45 (12)∶3470- 3476.

[7] WeiZG, WuQ, RenLM, etal.ExpressionofIgM, IgD, and IgY in a reptile, Anoliscarolinensis[J]. JournalofImmunology, 2009, 183(6)∶ 3858- 3864.

[8] ooleyH, Flajnik M F. Antibody repertoire development incartila ginousfish[J]. Developmental and Comparative Immunology, 2006, 30(1-2)∶ 43- 56.

[9] umfeltLL, AvilaD, DiazM, etal.A sharkantibody heavy chainencoded byanonsomatically rearranged VDJispreferentiallyex presse dinearly development and is convergent with mammalian IgG[J]. Proceeding sof the National Academyof Sciencesof theUnited States ofAmerica, 2001, 98(4)∶ 1775- 1780.

[10] 王改玲, 骆彦萍, 孙宝剑等.鳜免疫球蛋白D重链基因的克隆与表达分析[J]. 中国水产科学, 2010, 17(1)∶ 11- 20.

[11] Scinicariello F, Attanasio R.Intraspecies heterogeneity of immunoglobulin alpha chain constant region genes in Rhesus macaques[J]. Immunology, 2001, 103(4)∶ 441-448.

[12] Bruggemann M, Delmastro-Galfre P, Waldmann H, et al. Se-quence of a rat immunoglobulin gamma 2c heavy chain constantregion cDNA∶extensive homology to mouse gamma3[J]. Im-munol, 1998, 18(2)∶ 317-319.

[13] Symons D B, Clarkson C A, Milstein C P, et al.DNA sequence analysis of two bovine immunoglobulin CH gamma pseudo-genes[J]. Immunogenet, 1987, 14(6)∶ 273-283.

[14] Mousavi M, Rabbani H, Pilstrom L, et al.Characterization of the gene for the membrane and secretory form of the IgM heavy-chain constant region gene(C mu) of the cow(Bostaurus)[J]. Immunology, 1998, 93(4)∶581-588.

[15] Mousavi, Rabbani H, Pilstrom L, et al.Characterization of the gene for the membrane and secretary form of the IgM heavy-chain constant region gene(Cμ)of the cow(Bos taurus)[J]. Immunology, 1998, 19(12)∶581-588.

[16] Wagner B, Overesch G, Sheoran A S, et al.Organization of the equine immunoglobulin heavy chain constant region genes;III. Alignment of c mu, c gamma, c epsilon and c alpha genes[J]. Immunobiology, 1998, 199(1)∶105-118.

[17] Vernersson M, Pejler G.Cloning, structural analysis, and ex-pression of the pig IgE epsilon chain[J]. Immunogenetics, 1997, 46(6)∶ 461-8.

[18] 王冬平, 李善如, 郑亚萍. BALB/c突变无毛小鼠血清IgG含量的测定[J]. 实验动物科学与管理, 1997, 14(2)∶ 23- 25.

[19] 刘先菊, 杨帆, 林树柱等. 貉血清IgG纯化及抗血清的制备[J]. 中国比较医学杂志, 2007, 17(11)∶ 662- 665.

[20] ARAMASTRIY, ROYOF, EBEROVAJ, etal. Urinaryandfecal immunoglobulin A, cortisoland 11- 17dioxoandrostanes, andser-um cortisolin metaboliccage housed femalecynomolgu smonkeys (Macacafascicularis) [J]. JournalofMedicalPrimatology, 2007, 36(6)∶355-364.

[21] 刘先菊, 杨帆, 林树柱等. 虎血清免疫球蛋白(IgG)的纯化及纯度、活性鉴定[J]. 中国比较医学杂志, 2007, 17(11)∶ 637-640.

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