科学家在珊瑚中发现免疫活性细胞，可有效抵御外来病菌入侵

随着全球气候变化加剧，海洋生物多样性不断丧失，作为海洋中生物种类最多、生物量最丰富的生态系统，珊瑚礁正面临着巨大的消亡危机。

近日，迈阿密大学（University of Miami，简称UM）罗森斯蒂尔海洋与大气科学学院的一项研究发现，花椰菜珊瑚（Pocillopora damicornis）和小星海葵（Nematostella vectensis）中存在可以帮助抵抗感染的特殊免疫细胞。

该发现对于更好地了解珊瑚和其他珊瑚礁动物如何保护自己免受外来入侵者的侵害非常重要，例如可抵御在珊瑚礁内部和周围发现的细菌和病毒。相关论文以《珊瑚礁和海葵吞噬细胞的功能特征》（Functional Characterization of Hexacorallia Phagocytic Cells）为题，发表在 Frontiers in Immunology 期刊，由迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋与大气科学学院助理教授妮基·崔勒-诺尔斯（Nikki Traylor-Knowles）担任通讯作者。

新免疫细胞在珊瑚中被发现

该研究团队发现，珊瑚中新发现的免疫细胞约占总细胞群的 3%，并且它们至少有两个免疫细胞群，执行着消化等特有的功能。这意味着珊瑚其实具备先天免疫能力。

据了解，先天免疫是一种重要的保护性防御反应，其通过复杂的细胞识别系统，可以识别非自我并启动下游信号通路，最终导致反应性效应，如吞噬作用、凝血和抗菌防御等。

许多无脊椎动物都具有特殊类型的免疫细胞，能够对各种压力源做出反应。而珊瑚属珊瑚虫纲（Anthozoa），是腔肠动物中最大的一个纲，据以往经验分析，珊瑚类动物至少有两种不同类型的免疫细胞。

而就在不久前，科学家已通过使用单细胞分析，在石珊瑚中鉴定了两种假定的免疫细胞群。此次，诺尔斯及其团队的研究同样支持在珊瑚和海葵中存在至少两种假定的吞噬细胞。

研究结果表明珊瑚具有低水平的免疫反应性，并且迁移吞噬细胞可能不参与伤口愈合过程中的炎症反应。
为了揭示这些特殊的免疫细胞，研究人员在实验室中将细菌、真菌抗原和珠子等外来颗粒暴露在花椰菜珊瑚和小星海葵中。然后他们使用一种称为荧光激活细胞分选的过程来分离不同的细胞群。接下来该团队观察到新发现的吞噬细胞吞噬了这些外来颗粒，而且细胞内一种被称作吞噬体且充满液体的小型结构，可以摧毁入侵者以及它们自身受损的细胞，以提供重要的保护性防御反应。“这些发现很重要，因为它们表明珊瑚具有抵抗感染的细胞能力，可识别和摧毁外来入侵力量，并且它们具有以前未知的独特细胞类型。”诺尔斯表示。

有望推动珊瑚礁健康评估工具开发

珊瑚礁的最早记载历史可追溯到公元 225～230年，即三国时期，吴人康泰在《扶南传》中提到，“涨海中，到珊瑚洲，洲底有盘石，珊瑚生其上也”。
多个世纪以来，由于人为气候变化和当地人类影响，珊瑚礁已经成为当前地球上最濒危的生态系统之一。
加拿大维多利亚大学的海洋生物学家茱莉亚·鲍姆（Julia Baum）曾公开预测，“即便全球变暖得到遏制，仍然有 90% 以上的珊瑚会在 2050 年前死亡。如果处置不当，人类甚至会在本世纪失去所有的珊瑚礁。”
但另一方面，珊瑚礁并不是可有可无，珊瑚礁的科学价值有目共睹。它不仅是幼鱼成长的“天然温床”，可有效维持生态平衡，同时，在旅游观光、药物研发、装饰工艺、海岸线保护等方面也发挥着至关重要的作用。

图 | 珊瑚礁

因此，对于珊瑚礁的保护已是刻不容缓。事实上，珊瑚礁保护行动早已在全球范围内开展。以中国为例，涉及珊瑚礁保护的法律法规已达 9 部之多。此外，中国也筹建了多个自然保护区，其中专门设有珊瑚礁保护区域。
不过，促进珊瑚自身抗御风险的能力提高也是珊瑚礁保护行动中的重要一环。诺尔斯说道：“随着气候变化危机大大减少了全球珊瑚礁生物量和多样性，我们需要更好地了解珊瑚细胞如何执行特殊功能，例如抵抗感染。”
维持机体健康需要先天免疫，而吞噬作用又是先天免疫的重要组成部分，在体内平衡的维持和重建中起着关键作用。这也意味着基于活细胞吞噬作用的测定和开发，才是更好地了解珊瑚免疫健康的基础。
“现在比以往任何时候都迫切，我们需要对这些机制有一个更好地理解，从而建立用于评估珊瑚健康的灵敏且快速的诊断工具。”诺尔斯表示。