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新生儿在出生的那一刻,就离开一个安全的环境而来到了一个充满细菌、寄生虫、病毒以及各种感染性物质的世界。然而,婴儿手里都有一张王牌:来自母体的抗体和免疫化合物(通过胎盘传递)。这些短期存在的分子可以借用母亲的经验保护新生儿直到他们建立自己的免疫系统。然而, 最新的研究表明某些新出生的幼鸟的早期免疫不仅仅来自母亲,也来自它们的祖母。
相关的细节与机制目前还不清楚,但是之前的研究表明这些早期的来自母体的免疫化合物可能会对婴儿的免疫系统发育有“教育效应”,因此这些化合物能够引发婴儿免疫系统去监视常见的疾病或寄生虫。如果情况确实是这样,来自巴黎生态学与环境科学学院的一个科学小组则推论个体或许可能不仅仅能获得来自母亲的免疫记忆,也或会获得来自所有母系祖先的免疫记忆:祖母的免疫系统能够驯化母亲的免疫系统,随后被驯化的免疫系统再次作为母系免疫系统对第三代的免疫系统进行驯化。由于鸽子的较短的世代周期,使得鸽子成为验证该假说很好的模型,研究人员可以很容易地在鸽子蛋中检测遗传性抗体。
为了研究更老的一代是否能够将免疫特性遗传,研究者首先给60只城市鸽子注射了血蓝蛋白,一种无脊椎动物(包括锁孔帽贝)体内转运氧分子的蛋白。研究人员之后又给另外60只鸽子注射了生理盐水。注射了血蓝蛋白的鸽子产生了预期的免疫反应:不久之后,鸽子产生了针对外源蛋白(血蓝蛋白)的抗体。很快,开始第二代鸽子的孵化,研究人员给所有的第二代鸽子注射血蓝蛋白。两年之后,第二代鸽子(总共88只)年龄足够大并产生了33个蛋。所有的第三代也都注射了血蓝蛋白。
所有的第三代鸽子都对外源蛋白显示出免疫反应,然而来自已经注射了血蓝蛋白祖母的鸽子产生了更强的免疫反应,他们将结果报道在今天的Biology Letters杂志上。他们的结果表明如果母亲和祖母都接受了相同的外源分子(抗原),他们的后代(第三代)针对某抗原的免疫反应比只有母亲接受抗原的后代(第三代)更强。
蒙彼利埃功能和进化生态学中心的免疫生态学家Thierry Boulinier说道:该研究是非常有趣的,并且需要进一步的研究,他并没有参与这项研究。“鸽子是个很好的模型,而且他们的研究进行了良好的设计,该研究具有很重要的意义将生态学和进化学联系在一起”。
但是,研究人员在解释增强的第三代免疫反应时仍然遇到了麻烦。他们最初假设从母亲传递到后代的抗体在一定程度上能够引发免疫系统去监视外源性蛋白。如果情况是这样,该小组推论第二代的鸽子应该能够产生更多的抗体(如果它们的母亲已经暴露在相关抗原中)。然而,检测结果并不支持他们的假设:第一代鸽子产生的鸽子蛋中抗体浓度并没有受到影响,不管第一代鸽子是否接受了抗原注射或对照注射。
现在科学家假定第二代和第三代的免疫系统都有可能受到了来自第一代的某种分子(不是抗体,有可能是一种能够从母亲传递给蛋的激素或营养分子)的驯化。他们说还需要更多的研究去探索祖母的免疫记忆是如何跨越两代传递的。但是如果该研究能够得到确认,他们会给研究生态和基因在免疫系统中作用的科学家带来启示。