果蝇固有免疫器官及其重要作用

果蝇的固有免疫器官，主要是脂肪体、血淋巴以及中肠。

脂肪体（fat body）是果蝇系统免疫反应中最为重要的器官。另一方面，果蝇脂肪体能把多余的热量转换为脂肪，进行能量的储存，或者代谢脂肪，供给机体能量。因此，果蝇脂肪体还类似于哺乳动物里的肝脏和白色脂肪。在系统性固有免疫反应中，脂肪体是抗菌肽的主要表达场所，起到主要的免疫功能。免疫反应是十分消耗能量的生命活动，免疫反应和能量代谢是当前免疫调控机制的热点。果蝇脂肪体是机体能量代谢和系统免疫的主要场所，因此是一个十分理想的免疫和代谢研究模型。

果蝇血淋巴由3种细胞组成，分别是浆细胞（plamatocyte）、薄层细胞（lamellocyte）和含晶细胞（crystal cell）。果蝇造血干细胞的分化发育，以及造血干细胞分化发育与固有免疫调控的机制，是当前研究的热点。果蝇血淋巴细胞的来源，首先是由胚胎时期头部中胚层分化出的少量血细胞。进入幼虫时期，果蝇会经历一个造血过程，这个过程的主导器官是由中胚层发育而来的淋巴腺（lymph gland）。在造血过程中，果蝇淋巴腺的造血干细胞（hematopoietic stem cell）会大量分裂，并分化出浆细胞、薄层细胞和含晶细胞。浆细胞在血淋巴细胞中的比例超过90%，是血淋巴细胞应对细菌感染的主要免疫细胞。最新研究还表明，浆细胞有继续分化成薄层细胞以及含晶细胞的能力。eater受体位于浆细胞的细胞膜，是介导浆细胞对革兰氏阴性菌/革兰氏阳性菌进行吞噬的最主要受体。果蝇在血腔遭受细菌感染的时候，浆细胞也能够分泌一定量的抗菌肽，但其更重要的功能是参与细胞免疫反应的吞噬作用（phagocytosis），对入侵的细菌性病原体进行吞噬和清除。现在有的研究表明，神经退行性疾病如阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease），也是自身免疫性疾病。有趣的是，果蝇肠道感染引起的免疫应答，也会导致浆细胞的在脑部的聚集，加重阿尔茨海默病模型果蝇的疾病进程。薄层细胞是3种血淋巴细胞里体积最大的血细胞，主要负责包囊化作用，在健康果蝇体内数量稀少，受到免疫刺激后可由浆细胞分化而来，对外源大体积的异物或者寄生虫/寄生虫卵的感染进行包裹和清除。含晶细胞的主要免疫功能是参与黑化作用。它能够分泌proPO。在果蝇遭受病原体感染后，机体激发proPO激酶（prophenoloxidase-activating enzyme）的级联反应，产生有活性的酚氧化酶PO。PO在酪氨酸氧化酶的催化下，以苯酚为底物生成对微生物有很强毒性的苯醌。苯醌进一步聚合成黑色素在伤口处沉积，能促进伤口愈合和抑制微生物生长。(www.xing528.com)

果蝇肠道系统分成前肠（foregut）、中肠（midgut）和后肠（hindgut）。前肠与后肠都是由外胚层发育而来，而中肠是由内胚层发育而来的。中肠占了果蝇肠道的绝大部分体积，是肠道免疫的主要部分。中肠干细胞以及一系列干细胞相关分子标记物已被发现。现阶段的研究多数集中在中肠的局部免疫反应，特别是中肠干细胞与免疫损伤—恢复的肠道稳态调节机制。在消化道的局部免疫反应中，前肠与后肠都能进行Toll和IMD信号通路应答，而中肠只能进行IMD信号通路的应答，这应该是由它们发育来源于不同的胚系细胞，最终造成细胞背景的差异所致。但非常有趣的是，Jak—STAT这个一般与细胞增殖分化调控相关的信号通路，可以在中肠细胞中促进3个果蝇毒素（drosomycin）家族基因的表达。中肠主要由肠上皮细胞、肠分泌细胞构建而成。在肠道稳态调控中，干细胞分裂增殖，并分化为成肠细胞，然后进一步最终分化为肠上皮细胞和肠分泌细胞，对受损或者老化的细胞进行替换，维持肠道形态结构和功能的稳定。在肠道细胞的更新中，EGFR、Notch、Jak—STAT和Hippo信号通路在果蝇中肠干细胞的增殖分化中都起重要的调控作用，Wnt能对中肠干细胞进行调控，只是刺激干细胞增殖的能力稍弱。