因细胞因子具有重要的调节功能和潜在应用价值,20世纪90年代初,人类就开展了贝类细胞因子的相关研究。早期研究主要利用人源或鼠源细胞因子及其抗体证明贝类可能具有与哺乳动物细胞因子相似的功能分子。随着大规模测序和分析技术的发展,越来越多的分子证据直接证实贝类生物中普遍存在多种类型的细胞因子。
贝类细胞因子具有广泛的生物学调节活性,主要类型包括肿瘤坏死因子[注](TNF)、白细胞介素(IL)、干扰素[注](IFN)、集落刺激因子[注](CSF)、趋化因子[注]和生长因子[注](GF)等。
已在15种贝类中发现了81个肿瘤坏死因子同源分子,其中长牡蛎和珍珠贝基因组中分别发现了23个和19个肿瘤坏死因子成员,基因数目与哺乳动物和硬骨鱼类相当,预示着肿瘤坏死因子基因家族在贝类生物繁育调控及免疫防御中具有重要作用。
白细胞介素基因家族是另一类研究较多的贝类细胞因子,其中白细胞介素-17基因是唯一在贝类中发现的具有白细胞介素同源结构域的家族成员,已在31种双壳贝类中发现59个同源基因,深入功能分析显示该基因家族成员可能与哺乳动物白介素类似,在调节炎症反应过程中起着关键作用。
贝类中还发现了其他细胞因子,如珍珠贝和紫贻贝(Mytilus edulis)的巨噬细胞迁移抑制因子[注](MIF)、牡蛎转化生长因子β[注](TGF-β)和干扰素样分子[注](IFNLP)、静水椎实螺(Lymnaea stagnalis)的表皮生长因子[注](EGF)、青贝(Lottia gigantean)的成纤维细胞因子[注](FGFs)和菲律宾蛤仔的同种异体移植物炎症因子(AIF-1)。
这些基因在结构和功能上与哺乳动物细胞因子具有一定相似性,可通过多种方式参与免疫系统调节,参与抵御外源微生物的侵染。对贝类细胞因子种类和功能多样性的深入研究,不仅为人们系统认识免疫系统的分子演化提供关键参考信息,而且为这一类重要调节分子在贝类养殖生产中的应用奠定了理论基础。