Об особенностях организации иммунной системы бесчелюстных и челюстных рыб (обзор)

Иммунная система рыб, как первых позвоночных, обладающих всеми основными компонентами адаптивного иммунитета, представляет значительный интерес для сравнительной иммунологии. У рыб, как и у других позвоночных, иммунная система обеспечивает защиту от множества патогенов, однако, в связи с особенностями их среды обитания, у них есть отличительные свойства иммунного ответа. Организация иммунной системы рыб является важным этапом в эволюции высших позвоночных, тем самым, отражая представление о формировании иммунитета у высших позвоночных. В обзоре систематизированы современные данные об эволюции, структуре и функционировании иммунитета у бесчелюстных и челюстных рыб. Целью работы был анализ и обсуждение существующих знаний о роли различных органов и отдельных генов, участвующих в защитном механизме бесчелюстных и челюстных рыб, на основе чего можно составить представление об эволюционных изменениях в иммунной системе рыб. Иммунитет рыб является сложной системой, зависящей от многих факторов, таких как условия среды и генетика. Знание механизмов иммунной защиты рыб имеет фундаментальное значение для понимания эволюции иммунной системы позвоночных и является основой для разработки эффективных стратегий в аквакультуре, например, для создания вакцин и иммунностимуляторов. Был проведен сравнительный анализ современных литературных данных, при котором тщательно подобраны исследования отражающие характеристики иммунного ответа у рыб. Результаты обобщения необходимы для дальнейшего изучения устойчивости объектов аквакультуры к различным патогенам, с целью выращивания товарной рыбы безопасной для человека.

1. Williams, M.J. 2007. Drosophila hemopoiesis and cellular immunity / Williams M.J. // J. Immunol. V.178 (8). P.4711. DOI: 10.4049/jimmunol.178.8.4711.

2. Sahoo, S. 2021. Immune system of fish: an evolutionary perspective / S. Sahoo, H. Banu, A. Prakash, G. Tripathi // Antimicrobial immune response. DOI: 10.5772/intechopen.99541 Режим доступа: https://www.intechopen.com/chapters/78026.

3. Bowden, T.J. 2008. Modulation of the immune system of fish by their environment / T.J. Bowden // Fish and Shellfish Immunology. V. 25(4). P.373-383. DOI: 10.1016/j.fsi.2008.03.017

4. Cooper, M. 2006. The Evolution of Adaptive Immune Systems / M. Cooper, M. Alder // Cell. V.124. P.815-22. DOI: 10.1016/j.cell.2006.02.001

5. Yang X.U. 2016. Lamprey: a model for vertebrate evolutionary research / X.U. Yang, Z.H.U. Si-Wei, L.I. Qing-Wei // Zoological research. V. 37(5), P.263. DOI: 10.13918/j.issn.2095-8137.2016.5.263

6. Parisi, M.G. 2020. Cnidarian Immunity and the Repertoire of Defense Mechanisms in Anthozoans / M.G. Parisi, D. Parrinello, L. Stabili, M. Cammarata // Biology (Basel). V.9 (9). P.283. DOI: 10.3390/biology9090283.

7. Sun, J. 2010. Molecular cloning, expression and antioxidant activity of a peroxiredoxin 2 homologue from Lampetra japonica / J. Sun, X. Liu, Q. Li. // Fish and shellfish immunology. V. 28, pp. 795-801. DOI: 10.1016/j.fsi.2010.01.018

8. Uzzell, T. 2003. Hagfish intestinal antimicrobial peptides are ancient cathelicidins / T. Uzzell, E.D. Stolzenberg, A.E. Shinnar, M. Zasloff // Peptides. V. 24(11), P.1655-1667. DOI: 10.1016/j.peptides.2003.08.024

9. Matsushita M. 2018. The complement system of agnathans / M. Matsushita // Frontiers in immunology. V. 9, P.1405. DOI: 10.3389/fimmu.2018.01405

10. Pancer, Z. 2004. Somatic diversification of variable lymphocyte receptors in the agnathan sea lamprey / Z. Pancer, C.T. Amemiya, G.R. Ehrhardt, J. Ceitlin, G.L. Gartland, M.D. Cooper // Nature. V. 430(6996). P.174-180. DOI: 10.1038/nature02740

11. Velikovsky, C. A. 2009. Structure of a lamprey variable lymphocyte receptor in complex with a protein antigen / C. A. Velikovsky, L. Deng, S. Tasumi // Nature Structural Molecular Biology. V. 16 (7). P.725-730. DOI: 10.1038/nsmb.1619

12. Uribe, C. 2011. Innate and adaptive immunity in teleost fish: a review / C. Uribe, H. Folch, R. Enriquez, G. Moran // Vet. Med. V. 56. № 10. P. 486–503.

13. Koumans, D. 1994. Immunocytochemical and flow cytometric analysis of B cells and plasma cells in carp (Cyprinus carpio L.); an ontogenetic study / J.C.E. D. Koumans, J.J. Taverne-Thiele, B.T.T.M. van Rens, J.H.W.M. Rombout // Fish and Shellfish Immunology. V.4. P.19-28.

14. Padros, F. 1996. Ontogeny of the lymphoid organs in the turbot Scophthalmus maximus: a light and electron microscope study / F. Padros, S. Crespo // Aquaculture. V.144. P. 1-16. DOI: 10.1023/A:1014052611305

15. Meseguer, J. 1995. Reticulo-endothelial stroma of the head-kidney from the seawater teleost gilthead seabream (Sparus aurata L.): an ultrastructural and cytochemical study / J. Meseguer, A. lopez-Ruiz, A. Garcia-Ayala // Anatomical Record. V. 241. P. 303-309. DOI: 10.1002/ar.1092410303

16. Bromage, E. S. 2004. Plasmablast and plasma cell production and distribution in trout immune tissues / E. S. Bromage, I. M. Kaattari, P. Zwollo and S. L. Kaattari // Journal of Immunology. V. 173. P.7317-7323. DOI: 10.4049/jimmunol.173.12.7317

17. Rauta, P.R. 2012. Immune system and immune responses in fish and their role in comparative immunity study: a model for higher organisms / P.R. Rauta, B. Nayak and S. Das. // Immunology Letters. V. 148(1). P. 23-33. DOI: 10.1016/j.imlet.2012.08.003

18. Mary, F. 1980. Histogenesis of the lymphoid organs in rainbow trout, Salmo gairdneri Rich. 1836 / F. Mary, M. Grace and J. Manning // Developmental & Comparative Immunology. V. 4. P. 255-264. DOI: 10.1016/S0145-305X(80)80029-2

19. Snorri, J. 1993. Histogenesis of the lymphoid organs in sea bream (Sparus aurata L.) / J. Snorri and F. T. Mary // Fish and Shellfish Immunology. V. 3 (1). P. 35-49. DOI: org/10.1006/fsim.1993.1004

20. Petrie-Hanson, L. 2001. Ontogeny of channel catfish lymphoid organs / L. PetrieHanson, A. J. Ainsworth // Veterinary Immunology and Immunopathology. V. 81(1-2). P.113-127. DOI: 10.1016/s0165-2427(01)00331-2

21. Botham, J.W. 1981. The histogenesis of the lymphoid organs in the carp Cyprinus carpio L. and the ontogenetic development of allograft reactivity / J.W. Botham and M.J. Manning // Journal of Fish Biology. V. 19. P. 403-414. DOI: 10.1111/j.1095-8649.1981.tb05844.x

22. Danilova, N. 2002. B cells develop in the zebrafish pancreas / N. Danilova, L. Steiner // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. V. 99. P. 13711-6. DOI: 10.1073/pnas.212515999

23. Bowden, T. J. 2005. Development and function of the thymus in teleosts / T. J. Bowden, P. Cook, J. H. M. W. Rombout // Fish and Shellfish Immunology. V.19, P.413-27. DOI: 10.1016/j.fsi.2005.02.003

24. Klosterhoff, M. 2015. Ontogenic development of kidney, thymus and spleen and phenotypic expression of CD3 and CD4 receptors on the lymphocytes of cobia (Rachycentron canadum) / M. Klosterhoff, J. J. Pereira, R. Rodrigues, L. Sampaio, M. Tesser, L. Romano // Anais da Academia Brasileira de Ciências. V. 87(4). P. 2111-2121. DOI: 10.1590/0001-3765201520140623

25. Flajnik, M.F. 2010. Origin and evolution of the adaptive immune system: genetic events and selective pressures / M.F. Flajnik, M. Kasahara // Nat Rev Genet. Jan. V.11 (1). P.47-59. DOI: 10.1038/nrg2703.

26. Langenau, D. 2002. Molecular cloning and developmental expression of Tlx (Hox11) genes in zebrafish (Danio rerio) / D. Langenau, T. Palomero, J. Kanki, A. Ferrando, Zhou, Y., Zon, L. and Look, A. // Mechanisms of Development. V. 117(1-2). P. 243-248.

27. Patel, S. 2009. Ontogeny of lymphoid organs and development of IgM-bearing cells in Atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus L.) / S. Patel, E. Sorhus, I. U. Fiksdal, P. G. Espedal, O. Bergh, O. M. Rodseth, H. C. Morton and A. H. Nerland // Fish and Shellfish Immunology. V. 26. P. 385-395. DOI: 10.1016/j.fsi.2008.11.018

28. Willett, C.E. 2001. Ikaros expression as a marker for lymphoid progenitors during zebrafish development / C.E. Willett, H. Kawasaki, C.T. Amemiya, S. Lin and L.A. Steiner // Developmental Dynamics. V. 222. P. 694-698. DOI: 1002/dvdy.1223

29. Jуsefsson, S. 1993. Histogenesis of the lymphoid organs in sea bream (Sparus aurata L.) / S. Jуsefsson, M. F. Tatner // Fish and Shellfish Immunology. V.3. P. 35– 49. DOI: 10.14670/HH-13.37

30. Yu, Y. 2020. Immunoglobulins, Mucosal Immunity and Vaccination in Teleost Fish / Y. Yu, Q. Wang, Z. Huang, L. Ding and Z. Xu // Frontiers in Immunology. V. 11. P. 1-14. DOI: 10.3389/fimmu.2020.567941