昆虫免疫防御机制研究进展课件.pptx

昆虫免疫防御机制研究进展 主讲人：王雄雅 前言 昆虫是地球上种类最多的生物类群，在生态系统中占有重要地位，是许多捕食者和寄生生物攻击的对象。昆虫在长期的进化过程中发展出了一套独特的防御系统。 昆虫和其他动物一样，也常常有被病原物入侵的危险，但昆虫自身具有防止异种生物的侵入和排斥、消灭异种生物的防御办法。如昆虫坚硬的表皮、组织间的体液、血细胞以及免疫器官等共同协调作用，保护昆虫不受其他生物的入侵。 免疫是机体识别和清除体内异物，维持内环境稳定的一种特异生理反应。 昆虫的免疫系统与高等动物相似，具有重要的生理功能，包括： 1、免疫防御：清除体内病原物、防止感染； 2、免疫稳定：清除体内衰老和损伤的细胞，维持机体的生理平衡； 3、免疫监视：清除体内变异产生的异常细胞。 内容 昆虫免疫防御种类及特征 昆虫血细胞免疫防御 昆虫抗菌肽免疫防御 昆虫酚氧化酶免疫防御 其他体液免疫防御 昆虫内共生菌介导的防御（非免疫防御） 昆虫免疫防御系统的限制因素 1. 昆虫免疫防御种类及特征 昆虫免疫防御 先天免疫 获得性免疫 有机体在种系演化过程中逐步建立起来的一系列天然防御功能，可遗传给后代。其作用广泛，能对抗多种微生物，起作用快，较稳定。无专一性，受遗传基因所控制 有机体在生活中接触某种病原物及其产物后产生的特异性体液免疫和细胞免疫，可使机体获得免疫抗体，但不遗传。其作用来的慢且范围窄，有专一性，免疫力较强 昆虫血细胞在同有免疫应答巾起重要作用。虽然利用染色技术，通过光镜、电镜对昆虫血细胞进行形态及分类研究已有很长历史，但一直没有彻底弄清楚各种昆虫血细胞的具体种类。目前利用抗体、分子标记的研究已获得显著的进展，但在不同昆虫中还未发现血细胞类型特有的标志性抗原。所以目前昆虫血细胞大体可分类如下： 2.1昆虫血细胞的类型 血细胞 原血细胞 浆血细胞 粒血细胞 类绛血细胞 原血细胞是昆虫体内最基本的血细胞，其他血细胞均由其分化而来，而原血细胞自身还具有分裂增殖的功能。 浆细胞通常在外来物表面呈不对称伸展，主要形成包裹的血细胞。 粒细胞对外来物表面具有强的黏附作用，并对称性伸展，执行吞噬功能。 类绛细胞属于非粘附细胞，其在酚氧化酶级联反应中起作用。 小球细胞 小球细胞也属于非粘附细胞，是虫体表膜成分角皮层的潜在来源 昆虫血细胞的生成 血细胞的产生和增殖主要发生在虫体发育的两个时期：第一时期产生于胚胎期的中胚层头或背部，第二时期产生于幼虫或蛹期由中胚层分化而成的造血器官中。 昆虫血细胞的分化 早期在胚胎第二裂片的原血细胞是外皮层分化而来的主要血细胞，在三龄后期释放，蜕变期后随淋巴腺退化。胚胎组织的循环血细胞可继续在幼虫期分化、增殖。 2.2昆虫血细胞的生成和分化 2.3昆虫血细胞介导的防御反应 吞噬作用 结节形成 对外部损伤局部血块的形成和修复 包被反应 吞噬作用：活化的血细胞可直接吞噬入侵的细菌等微小病原体并将其杀灭。粒血细胞和浆血细胞是进行吞噬作用的主要血细胞。 包被反应：主要足针对较大的入侵病原体，大量血细胞包围在病原体周围，并形成囊状，包裹病原体进行黑化反应。 结节形成：当大量微生物入侵时，先由颗粒血细胞释放颗粒，将一些血细胞及大量细菌等卷入形成黑化团，进一步由浆血细胞形成多层的鞘围绕黑化核即形成结节。 3.昆虫抗菌肽免疫防御 细胞免疫 体液免疫 昆虫免疫防御 抗菌肽 酚氧化酶 溶菌酶 凝集素等其他活性分子 抗菌肽是昆虫体液免疫中重要的抗菌因子，具有广谱抗菌性。不仅能杀死革兰氏阳性及阴性菌，还有抗真菌、病毒、原虫及抑制癌细胞的活性。 昆虫抗菌肽的产生， 是在外界因素诱导下发生的生物效应。这些诱导因子既可以是致病性的细菌，也可以是一些不造成感染的物理和化学的因素，如超声波、 射线、 生理盐水、 聚肌胞核苷酸等（表1） 3.1昆虫抗菌肽简述 抗菌肽可根据分子结构特点分为4类： (1)以天蚕素为代表的不含半胱氨酸残基的抗菌肽，现在已经从鳞翅目的蛾类、蝴蝶及双翅目的蝇类中分离纯化出20多种天蚕素类似物。 (2)以防御素、死亡素为代表的富含半胱氨酸残基的碱性多肽。 (3)以膜翅目昆虫中发现的蜜蜂肽等为代表的富含脯氨酸残基的抗菌肽。 (4)以双翅目昆虫中分离得到的双翅肽、攻击素、麻蝇毒素Ⅱ等为代表的富含甘氨酸残基的抗菌肽。 3.2昆虫抗菌肽的类型 抗菌肽的作用机制主要有4个方面： 酶促水解破坏微生物的细胞壁； 直接插入细胞膜破坏膜结构及其通透性； 抑制微生物的物质代谢，尤其是外膜组分的合成，阻止细胞分裂增殖； 代谢产生细胞毒性物质（酚氧化反应过程中产生的过氧化物自由基和羟基自由基），使异物被