Введение к работе
Актуальность проблемы. Необходимым условием существования многоклеточных организмов является их способность защищаться от патогенных микроорганизмов. Многоуровневая иммунная система ответственна за поддержание антигенного гомеостаза организма. В ее основе лежит фундаментальное свойство живого - способность различать «свое» и «не свое». Возникновение иммунной системы связывают с возникновением многоклеточных животных. По мере их усложнения происходит и совершенствование защитных систем, достигающих у позвоночных наибольшего развития (Купер, 1980). В то же время, единственный путь, который позволяет изучить процесс становления отдельных элементов иммунной системы позвоночных и их взаимосвязь и перейти к пониманию явления иммунной защиты в целом, это обращение к более древним формам жизни (Ройт и др., 2000). Актуальным в этой связи представляется исследование защитной системы иглокожих - примитивных представителей вторичноротых животных, близких к предковым формам. Поэтому их иммунную систему гипотетически можно рассматривать в качестве исходной по отношению к иммунной системе эволюционно более продвинутых форм (Кудрявцев, Полевщиков, 2004). Кроме того, ранее было показано, что, несмотря на наличие многих примитивных черт, иммунная система иглокожих обладает и рядом особенностей (МСЛ, наличие компонентов системы комплемента, интерлейкиноподобных белков, и т.д.), которые, по-видимому, и привели к возникновению сложной иммунной системы позвоночных (Matranga, 1995; Smith et al., 1998; Clow et al., 2000; Елисейкина идр.,2001).
Цель и задачи работы. Цель представленной работы: установить
механизмы участия целомоцитов иглокожих в защитных реакциях,
направленных на поддержание антигенного и структурного гомеостаза
организма. В связи с этим были поставлены следующие конкретные задачи:
1) Охарактеризовать клеточный состф дишмицніїт у чпырех видов иглоко-
ЙОС. НАЦИОНАЛЬНА»
гжиоп
БИБЛИфИКА
C.I
О, ^
жих, имеющих разное систематическое положение и ведущих различный образ жизни.
2) Изучить роль целомоцитов в защитных реакциях, возникающих в
результате воздействия различных факторов, и установить возможную
взаимосвязь клеточньж и гуморальных компонентов иммунитета.
3) Исследовать механизмы восстановления популяции целомоцитов в ходе
регенерации у дальневосточного трепанга.
Научная новизна. Впервые с использованием методов световой и электронной микроскопии и гистохимии проведено комплексное исследование клеточного состава целомической жидкости (ЦЖ) у четырех видов иглокожих: Apostichopus japonicus (Holothuroidea, Aspidochirota), Cucumaria japonica (Holothuroidea, Dendrochirota), Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota) и Strongylocentrotus nudus (Echinoidea, Regularia). Установлено, что несмотря на различия в систематическом положении и образе жизни, в ЦЖ исследуемых видов присутствуют одинаковые типы клеток - ювенильные клетки, амебоциты, морулярные клетки и жгутиковые клетки, выполняющие сходные и универсальные функции, в частности - защитную. Проведена серия экспериментов по стимуляции защитной системы иглокожих антигенами различной природы. В результате впервые показано закономерное изменение содержания клеточньж и гуморальных (на примере маннан-связывающих лектинов - МСЛ) факторов иммунитета. Обнаружена положительная корреляция между концентрациями клеток ЦЖ и лектинов, что указывает на наличие у иглокожих совокупного клеточного и гуморального иммунного ответа. Впервые показано, что восстановление популяции целомоцитов в экстремальных условиях, например, при регенерации, происходит не за счет пролиферации, а за счет миграции и дифференцировки низкодифференцированньж клеток, таких как лимфоцитоподобные клетки стенки тела.
Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные вносят существенный вклад в относительно малоисследованную
5 область сравнительной иммунологии, связанную с изучением защитной системы иглокожих. Знание механизмов иммунитета важно для развития наших представлений об эволюции системы иммунитета в ряду вторичноротых животных. Кроме того, полученная нами информация является существенной частью знаний по биологии видов и может послужить фундаментом для оценки состояния популяции изученных видов иглокожих, имеющих промысловое значение.
Обнаруженная нами способность Yersinia pseudotuberculosis преодолевать наружные покровы и сохраняться длительное время в организме иглокожих позволяют рассматривать их как природный резервуар этих патогенных для человека бактерий.
Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на ежегодных конференциях ИБМ ДВО РАН (2000, 2003), на региональньж естественнонаучньж конференциях ДВГУ (1999-2001), на международном симпозиуме "8-th International Symposium on Yersinia" (Турку, Финляндия, 2002), на конференции «Фундаментальные исследования морской биоты» (НОЦ, ДВГУ, 2002), на международной конференции "11-th International Echinodem Conference" (Мюнхен, Германия, 2003), на ежегодной конференции ЦИН РАН «1-й съезд Общества клеточной биологии» (2003), на семинаре по морфологии, физиологии и биохимии ИБМ ДВО РАН (2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, выводов и списка литературы (88 источника, из них 21 на русском языке). Работа изложена на 144 страницах, из них 95 машинописных листов, 52 рисунка (28 электроннограмм, 24 графика).
Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума ДВО РАН «Конкурс молодых ученых ДВО РАН 2002, 2003».
