近日，華東師大生命科學學院楊嘉龍團隊研究成果——揭示T細胞免疫的進化規律，被選為Advanced Science的卷首文章。科研團隊還請來本校美術學院博士生賈點墨，繪制了一張“鯉魚躍龍門”圖，來解釋這個科研發現。在硬骨魚（鯉魚）進化（躍龍門）為四足動物（龍）的過程中，T細胞免疫基本不變，保守的谷氨酰胺代謝途徑為這種穩定進化奠定了分子基礎。
圖說：“鯉魚躍龍門”研究團隊，楊嘉龍教授、博士研究生李康、碩士研究生焦新迎、韋秀梅副教授
科研團隊介紹，4.5億年前，魚類率先衍生出基于T、B細胞的適應性免疫系統；這種體系在漫長的進化中被繼承和發揚，成為四足動物免疫防御的準則。然而，比較基因組學的證據顯示，適應性免疫的左膀（T細胞）和右臂（B細胞），似乎經歷了截然不同的進化模式。B細胞免疫隨著物種的演化而逐步完善，這不僅體現在新型免疫球蛋白、生發中心的依次出現，更體現在抗體親和力成熟、類型轉換等機制的相繼獲得。相比之下，T細胞的種類及核心組件，在硬骨魚向四足動物進化的過程中卻基本保持一致。回顧4.5億年的進化歷程，自然選擇的壓力造成了五次物種大滅絕，使得四足動物與魚類在免疫器官、生存環境、膳食結構等方面產生了巨大變化。為應對這些挑戰，B細胞免疫的進化與完善并不難以理解，而T細胞免疫的穩定遺傳則顯得愈發神秘。
研究團隊首先以低等脊椎動物羅非魚為模型，描繪了早期T細胞免疫的概況。羅非魚T細胞通過動態增殖和凋亡，形成了典型的初次、記憶免疫應答；魚類T細胞的完全活化依賴第一、第二信號的協同作用。為了解析魚類T細胞免疫的調控機制，研究團隊進行了轉錄組學分析。結果顯示，羅非魚使用了與哺乳動物相似的轉錄調控網絡支持T細胞免疫；而病原感染羅非魚后，T細胞的差異表達基因主要富集于代謝通路，且發生了大規模的代謝重編程。
研究團隊猜測：谷氨酰胺代謝調控T細胞免疫可能是有頜脊椎動物進化中的保守策略。為了驗證這一猜測，研究團隊選取不同進化階段的脊椎動物，分析了谷氨酰胺代謝與T細胞免疫的關聯。結果表明，羅非魚、非洲爪蟾、雞和小鼠共享了保守的c-Myc驅動谷氨酰胺代謝以調控T細胞免疫的機制，而使用羅非魚的相應分子重建谷氨酰胺代謝途徑，能夠挽救人類T細胞的免疫缺陷。該發現為理解T細胞免疫的進化提供了新視角，也為干預人類免疫缺陷提供了潛在途徑。
華東師大生命科學學院博士研究生李康、韋秀梅副教授、碩士研究生焦新迎，和溫州醫科大學鄧文海博士為本文的共同第一作者，華東師大楊嘉龍教授為本文通訊作者。該研究受到國家自然科學基金優秀青年科學基金項目、面上項目等資助。
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記者丨王蔚
來源丨新民晚報
編輯丨王越月
編審丨戴琪
