畜牧人

標(biāo)題: 一種新的免疫刺激物---海藻多糖 [打印本頁(yè)]
作者: 用心做飼料    時(shí)間: 2016-12-19 16:42
標(biāo)題: 一種新的免疫刺激物---海藻多糖
  目前，所有的動(dòng)物飼養(yǎng)產(chǎn)業(yè)都涉及接種疫苗，這雖然是動(dòng)物保健的必要技術(shù)，但是卻給養(yǎng)殖者帶來(lái)很大的開(kāi)銷(xiāo)。因此，如何使“疾病預(yù)防性免疫策略的效率和收益最大化”顯得非常重要。為達(dá)到這一目的，科學(xué)家們正不斷探索新的方法。其中一種方法就是使用從海藻中提取的新分子，以幫助優(yōu)化動(dòng)物機(jī)體的天然防御系統(tǒng)以及其對(duì)免疫策略的應(yīng)答反應(yīng)。
    機(jī)體對(duì)病原體入侵的應(yīng)答反應(yīng)是建立在兩種類(lèi)型的免疫基礎(chǔ)上的：即先天性免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答或獲得性免疫。
先天性免疫力
    先天性免疫應(yīng)答反應(yīng)是動(dòng)物機(jī)體抵御病原體入侵的第一道防線(xiàn)。它會(huì)被立即激活并快速發(fā)揮作用。所有動(dòng)物均擁有這種免疫應(yīng)答反應(yīng)機(jī)制。動(dòng)物機(jī)體不論何時(shí)遇到該病原體，它都是相同的。但是，機(jī)體的這種免疫機(jī)制不會(huì)對(duì)此感染因子產(chǎn)生記憶作用。此類(lèi)免疫的作用機(jī)制取決于識(shí)別被多種病原體共有的分子模式，主要為病原體的膜組分 ( 多糖 - 蛋白復(fù)合物 )。
能夠引發(fā)先天性免疫應(yīng)答反應(yīng)的各種要素有：
●物理屏障 ( 黏膜、皮膚、黏液、絨毛等 )。
●吞噬細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞。
●自然殺傷 (NK) 細(xì)胞。
●某些細(xì)胞因子。它們可給機(jī)體傳送危險(xiǎn)警告信號(hào)。
●補(bǔ)體系統(tǒng)。
● Toll- 樣受體 (TLR)。這是近年來(lái)才發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)膜受體家族。它們控制著傳染性因子防御分子的表達(dá)水平 ( 通過(guò)效應(yīng)細(xì)胞和激活適應(yīng)性免疫系統(tǒng)直接或間接起作用 )。
    與先天性免疫應(yīng)答反應(yīng)有關(guān)的要素可通過(guò)產(chǎn)生效應(yīng)細(xì)胞 ( 細(xì)胞因子等 ) 直接或間接性地作用于病原體。緊接著后者將會(huì)通過(guò)激活 T 細(xì)胞和 B 細(xì)胞而激發(fā)獲得性免疫。
獲得性免疫
    與先天性免疫應(yīng)答反應(yīng)不同，獲得性或適應(yīng)性免疫應(yīng)答反應(yīng)僅脊椎動(dòng)物才有。在首次接觸到某種病原體(首次感染 ) 的過(guò)程中，它起著機(jī)體第二道防線(xiàn)的作用，它的激活需要花費(fèi)一定的時(shí)間，即潛伏期 ( 表 1)。
    但是，這種免疫應(yīng)答反應(yīng)能對(duì)其遇到的病原體產(chǎn)生記憶，當(dāng)機(jī)體再次接觸到這些病原體時(shí)，它的潛伏期就會(huì)縮短很多，且免疫系統(tǒng)幾乎在病原體入侵的同時(shí)做出反應(yīng)。
    獲得性免疫的特異性：它可以識(shí)別出已經(jīng)遇到過(guò)的病原體的分子模式 ( 圖 1)。
有助于適應(yīng)性免疫的各種要素如下：
● T 細(xì)胞；
● B 細(xì)胞；
●抗體；
●免疫球蛋白、Toll- 樣受體 (TLR)、能產(chǎn)生抗體 (AB) 的漿細(xì)胞 + 先天性免疫效應(yīng)細(xì)胞的偶聯(lián)輔助因子。
海藻——免疫增強(qiáng)劑的一種新來(lái)源
    最近幾年，越來(lái)越多的研究論文介紹了海藻多種生物學(xué)應(yīng)用價(jià)值的前沿研究成果，尤其是免疫機(jī)理，主要關(guān)注其某些組分—含硫多糖。這些復(fù)雜的碳水化合物不會(huì)出現(xiàn)在陸生植物體內(nèi)。它們被認(rèn)為可通過(guò)多種尚不太清楚的途徑影響動(dòng)物的免疫系統(tǒng)。
含硫多糖
    多糖是一類(lèi)在結(jié)構(gòu)上具有多樣性的大分子物質(zhì)，在自然界分布相對(duì)較廣。
    多糖有簡(jiǎn)單形式的多糖和復(fù)雜形式的多糖二種。與蛋白質(zhì)和核酸不同，多糖含有重復(fù)的結(jié)構(gòu)，是單糖殘基通過(guò)糖苷鍵連接在——起的糖鏈。
    因此，它們能夠形成多聚物的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以是同質(zhì)的(同型多糖)，也可以不是同質(zhì)的(異型多糖 )。簡(jiǎn)單形式的多糖是同型多糖，由一種類(lèi)型的糖分子組成，實(shí)際上以線(xiàn)性方式聯(lián)接在一起(如直鏈淀粉、糖原、纖維素 )。
    本質(zhì)上，它們是結(jié)構(gòu)性化合物，或是機(jī)體以容易釋放的形式儲(chǔ)存的能量物質(zhì)。因?yàn)樗鼈兡軌蛟诿總€(gè)組成單元的不同水平上建立聯(lián)接，因此它們的結(jié)構(gòu)可能會(huì)變得更為復(fù)雜，這使得其可在三維空間上生出很多分枝結(jié)構(gòu)。這些是有分枝的同型多糖。
多糖結(jié)構(gòu)上的變異性
    核酸中的核苷酸以及蛋白質(zhì)中的氨基酸僅能以一種方式相互聯(lián)接，而寡糖和多糖中的單糖分子卻可在多個(gè)位點(diǎn)上相互聯(lián)接，從而形成多種類(lèi)型的線(xiàn)性或分枝結(jié)構(gòu)。例如，四種不同的單糖分子可能的排列組合數(shù)可得到高達(dá) 35 560 種獨(dú)特的四聚糖，而四種氨基酸僅能形成 24 種不同的排列組合。這就解釋了以下的事實(shí)，即在大分子中，
多糖攜帶的生物學(xué)信息最大，因?yàn)樗鼈兙哂凶畲蟮慕Y(jié)構(gòu)變異能力。
    另外，多數(shù)海洋多糖具有的特性之一是它們的多聚陰離子特性，這為它們提供了較強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)性 ( 下圖)。
    在這些陰離子多糖中，大多數(shù)來(lái)自巨藻的陰離子多糖是含硫多糖：半乳糖聚糖 ( 瓊脂、角叉菜膠 )、石莼聚糖，脫氧半乳糖聚糖。
    例如，石莼聚糖是一種水溶性多糖，可見(jiàn)于石莼目 ( 石莼屬、滸苔屬 ) 海藻中，以硫、鼠李糖、木糖和艾杜糖醛酸和葡萄糖醛酸為其主要的組分。石莼聚糖的結(jié)構(gòu)顯示出巨大的復(fù)雜性和變異性，這與證實(shí)其具有大量寡糖重復(fù)結(jié)構(gòu)模式相一致。
    已經(jīng)報(bào)道的主要重復(fù)雙糖單元是 3- 硫酸 - 石莼聚糖雙糖醛酸，其含有葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸。另外，在 3- 硫酸 - 鼠李糖單元的聯(lián)接處 /O-2 糖苷鍵處能發(fā)現(xiàn)含有含硫木糖 ( 代替艾杜糖醛酸和葡萄糖醛酸 ) 的多個(gè)重復(fù)模式。
    多糖結(jié)構(gòu)上的這種巨大的變異性為其在高等生物中正確調(diào)節(jié)各種細(xì)胞 - 細(xì)胞間的相互作用提供了靈活性。
    特別是，硫酸化作用似乎有益于從海洋藻類(lèi)中獲得的多糖上見(jiàn)到的各種生物活性。
對(duì)動(dòng)物免疫的影響
   目前的研究表明來(lái)源于大型藻類(lèi)的硫酸多糖具有抗感染 (抗病毒、抗菌和抗腫瘤)、抗氧化、抗血栓形成的活性及免疫調(diào)節(jié)活性。其中免疫調(diào)節(jié)活性的機(jī)制可能與硫酸多糖能夠刺激免疫應(yīng)答或控制免疫細(xì)胞的活性從而緩和像炎癥之類(lèi)的不良反應(yīng)。其中的一條最近被著重強(qiáng)調(diào)的途徑是海洋硫酸多糖在TLR的激活過(guò)程中起到重要的作用。確實(shí)，目前越來(lái)越多的研究正在表明海藻多糖能夠通過(guò)結(jié)合模式識(shí)別受體 (PRR) 影響固有免疫應(yīng)答，這類(lèi)識(shí)別受體包含有甘露糖受體，吞噬細(xì)胞特別是巨噬細(xì)胞的 TLR。
    圖 3 硫酸多糖通過(guò)巨噬細(xì)胞活化途徑發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)活性TLR是一類(lèi)能夠結(jié)合病原體相關(guān)分子模式(PAMPs) 的微生物來(lái)源的遺傳分子的跨膜蛋白。PAMPs 在 TLＲ水平上的接觸引發(fā)級(jí)聯(lián)應(yīng)答從而發(fā)生炎癥應(yīng)答基因的表達(dá)。最近在哺乳動(dòng)物體內(nèi)被鑒定出的這類(lèi)受體被編號(hào)為Ⅰ和Ⅱ (TLRⅠ和 TLRⅡ)。一旦與它們各自的 PAMPs 相結(jié)合，TLR 便會(huì)特定的激活信號(hào)通路，進(jìn)而激活核因子 κB (NF-κB) 和激活蛋白Ⅰ (APⅠ) 轉(zhuǎn)錄因子來(lái)調(diào)控炎癥細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子-α (TNF-α)、白細(xì)胞介素-1 (IL-1) 或白細(xì)胞介素-6 (IL-6) 表達(dá)，見(jiàn)圖 3。因此，看起來(lái)好像 TLＲ 在過(guò)繼免疫應(yīng)答中扮演著重要的角色，但是它們的活化產(chǎn)生的信號(hào)導(dǎo)致了大量其他細(xì)胞和免疫系統(tǒng)功能的激活，而這些信號(hào)正是固有免疫機(jī)制和過(guò)繼免疫的重要成分。
    一些硫酸海藻多糖能夠作為 TLR激活劑的原因可能是由于海洋多糖和細(xì)菌的脂多糖 (LPS) 在結(jié)構(gòu)上存在一定的相似性。細(xì)菌的脂多糖表達(dá)在它們外部細(xì)胞膜表面，被認(rèn)為是細(xì)菌特異性識(shí)別成分。特別是在哺乳動(dòng)物體內(nèi)細(xì)菌的 LPS 可以被 TLＲ4 特異性識(shí)別。
潛在的應(yīng)用
    可以得出結(jié)論，即海藻含有多糖形式的糖類(lèi)，其中一些多糖——含硫多糖——是復(fù)雜的多聚陰離子結(jié)構(gòu)物質(zhì)，它們具有多種生物學(xué)特性。大量的研究證實(shí)，此類(lèi)含硫多糖中的一部分，尤其是巖藻聚糖、角叉菜膠和石莼聚糖，具有某些炎性應(yīng)答反應(yīng)和免疫機(jī)制的作用。這些從海藻中提取的多糖經(jīng)過(guò)鑒別和選擇后，可用作刺激各種與機(jī)體防御有關(guān)的免疫機(jī)制，尤其是先天性免疫機(jī)制。
    在動(dòng)物飼養(yǎng)和動(dòng)物健康領(lǐng)域的潛在應(yīng)用框架下，研究人員提出了兩種非 - 排他性策略：
●定期連續(xù)地的攝入海藻多糖，目的是總體刺激機(jī)體的防御功能：通過(guò)定期地?cái)z入海藻多
糖而不進(jìn)行免疫接種，可增強(qiáng)機(jī)體的防御狀態(tài)。重復(fù)攝入可使機(jī)體的“基礎(chǔ)”免疫系統(tǒng)得到發(fā)育，并可增強(qiáng)先天性免疫的防御功能。在預(yù)防策略的上、下游使用海藻多糖，可能
有助于提高家畜個(gè)體或群體的免疫保護(hù)水平，同時(shí)也有助于更好地控制家畜的感染壓力，預(yù)防傳染性病原體的重復(fù)流行。
●在免疫計(jì)劃框架下有的放矢地?cái)z入海藻多糖：作為免疫計(jì)劃的一部分，海藻多糖可以提高疫苗的免疫保護(hù)力。這無(wú)疑將能夠?yàn)楦纳埔呙鐢z入量和免疫持久性提供機(jī)會(huì)，因而能夠提高免疫預(yù)防計(jì)劃的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能。



作者: 暮雨撒江天    時(shí)間: 2019-9-12 09:59
此文有價(jià)值。



歡迎光臨 畜牧人 (http://m.ffers.com.cn/) Powered by Discuz! X3.5