嗅覚は、動物の嗅覚を形成する非常に重要な化学受容です。陸生動物は、同種、捕食者、獲物を認識する嗅覚系のおかげで、空気中の揮発性の化学物質を低濃度で検出できます。重要なのは、生殖機能、神経内分泌調節、感情反応、攻撃性などの一部の機能でさえ嗅覚と関連していることです。外部器官である動物の嗅覚器官は、空気中の病原体を含むいくつかの微生物によって常に刺激されています。したがって、嗅覚器官は、嗅覚機能を達成し、鼻関連リンパ組織 (NALT) と呼ばれる病原体の侵入を回避することを可能にする独自の防御メカニズムを形成します。
初期の脊椎動物に属し、水生環境に生息する魚も、嗅覚に依存して、危険の感知、摂食行動などの多くの重要な活動を実行します。つまり、嗅覚器官は、外部の水環境からさらに多くの脅威にさらされる可能性があります。したがって、興味深い科学的問題は、魚の NALT が病原体と戦うための免疫防御バリアの形成に成功するかどうかです.
以前の研究から、魚の鼻には組織化されたリンパ構造 (アデノイドと扁桃腺) がないことがわかっていましたが、NALT は古代の粘膜免疫組織であるこの嗅覚器官に存在します。興味深いことに、NALTはIgAの粘膜誘導部位として機能し、げっ歯類と同様にヒトの宿主器官を保護します。病原体に挑戦すると、局所粘膜免疫応答が嗅覚表面で誘導されました。しかし、B 細胞と免疫グロブリン (Ig) が魚の鼻で観察されたとしても、魚で調査する必要がある免疫メカニズムについては未解決の問題がいくつかあります。病原体に対する防御。さらに、それはどのようにして鼻粘膜で、局所的な生成またはシステム組織からの移動を通じて生成されたのでしょうか?
これらの問題に対処するには、まず魚の病原性感染のモデルを選択する必要があります。原生動物の感染症が淡水魚と海水魚の最も一般的な寄生虫であることはよく知られており、Ichthyophthirius multifiliis (Ich) などのいくつかは、白点病として知られる最も一般的で持続的な病気を引き起こします。その速い生殖サイクルと独特のライフステージ (図 1) により、Ich は魚に簡単に感染し、すぐに他の魚に広がり、魚産業に莫大な経済的損失を引き起こします。興味深いことに、Ich を使用してニジマス (Oncorhynchus mykiss) に感染させます。嗅覚器官は、魚の嗅覚器官で高い寄生虫負荷が検出されたという証拠で示されるように、この寄生虫の主な標的の 1 つです。したがって、Ich は嗅覚器官における粘膜免疫グロブリンの役割を研究するための理想的な感染病原体となるでしょう。
これまでのところ、魚では IgM、IgD、IgT/Z の 3 つの Ig クラスが特定されています。 IgM は血清中の主要な Ig であり、全身性免疫応答において重要な役割を果たします。 IgD について、これまでに発見された唯一の機能は、粘膜表面で一部の微生物叢を覆うことができることであり、微生物叢の恒常性に役割を果たす可能性があることを示しています。 IgT (一部の種では IgZ とも呼ばれる) は、2005 年以来硬骨魚で同定されており、哺乳類の IgA と同様の機能であり、消化管や皮膚で特殊な役割を果たしています。そして鰓粘膜免疫。
私たちの論文では、ウエスタンブロットと免疫蛍光法を使用して、Ich感染後の鼻粘液中のIgMまたはIgDではなくIgTの濃度が増加したことを検出しました。これは、IgTがIchを防御する鼻粘膜の主要なIgである可能性があり、IgTの増加は、嗅覚器官の最適に蓄積されたIgT + B細胞によって生成される可能性が非常に高いことを示しました。さらに、感染した魚と生き残った魚の鼻粘液で、Ich に対する特異的 IgT の高い力価を発見し、感染した魚の鼻粘膜のほとんどの Ich 表面が、著しく豊富な IgT、はるかに低い IgM および IgD によってコーティングされていることを観察しました (図2)。これらの結果は、強力な IgT 応答が局所嗅覚環境で発生し、特定の IgM が全身性免疫に関与したことを示しています。これは、生き残った魚が Ich 感染を形成し、おそらく粘液中の Ich 特異的 IgT が高いため、再感染が困難であると推測することにつながります。
特定の IgT が局所的に生成されるが全身リンパ器官から輸送されないことをさらに判断するために、嗅覚器官と全身組織の外植片を in vitro で 7 日間培養し、それぞれ培地から寄生虫特異的 Igs 力価を再度測定しました。嗅覚器官の培地では高い寄生虫特異的 IgT が観察されましたが、頭部腎臓や脾臓などの全身組織の培地では寄生虫特異的 IgM が見られました。興味深いことに、哺乳類でも同様の結果が見られました。特異的 IgA は、それぞれ少量のインフルエンザ ウイルスと Naegleria fowleri 寄生虫による感染後の鼻粘膜で局所的に産生されました。したがって、鼻粘膜のIgT + B細胞によって局所的に産生される魚のIgTは、哺乳動物のIgAのように、鼻の適応免疫系で重要な役割を果たします。さらに、IgT + B 細胞増殖応答が嗅覚器官で検出されたが、同じ魚の全身免疫器官 (頭の腎臓) では検出されなかったことがわかりました。これにより、嗅覚器官における IgT+ B 細胞の蓄積は、他の器官からの移動ではなく、局所的な増殖によるものであることが示唆されました。
重要なことに、私たちの実験は、魚のNALTがIgTの重要な粘膜誘導因子であり、寄生虫感染、抗原提示、局所B細胞活性化、および増殖のますます高度な理解の基礎を提供し、寄生虫特異的IgT産生が硬骨魚の嗅覚器官。さらに重要なことに、これらの調査結果は、経鼻ワクチン接種が水生寄生虫病を予防する効果的な方法である可能性があることを示している可能性があります.
