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这种金色星型一样的被膜动物可能看起来像一朵花,但这种海洋无脊椎动物是一种好斗的动物,在混战中攻击它的被膜邻居,表现为激烈的细胞对细胞的战斗。现在,科学家们发现这种好斗的动物的免疫系统显示出一些意想不到的与我们人类的相似之处。这一发现可能有助于发现防止移植器官排异反应或治疗癌症的新方法。

被膜动物是脊椎动物(包括人类、鲨鱼、老鼠和海龟)现存最接近的亲属,但这两条进化路线在大约5亿年前就分开了。这种3毫米长的管状动物成群结队地生活在岩石和其他坚硬的水下表面上的聚居地,像花瓣一样散开。

研究报告的共同作者现任以色列贝尔谢巴内盖夫本古里安大学的细胞免疫学家Benyamin Rosental说:“当一个不断增长的群体与另一个接触时,他们必须决定它们是要打架还是要融合。”

除非两个群体携带相同版本的特定蛋白质,否则它们会相互争斗。来自这两个群体的细胞在战斗中相互攻击和破坏,类似于人类免疫系统排斥移植器官时发生的情况。

为了探究这种被膜动物的免疫系统是如何工作的,Rosental和加州帕洛阿尔托斯坦福大学的生物信息学家Mark Kowarsky领导的一个团队从这种动物身上分离出34种细胞。

他们发现一些细胞开启了与造血干细胞相同的基因,造血干细胞是产生我们人类免疫系统所有细胞的造血细胞。科学家们认为,和脊椎动物造血干细胞一样,被膜细胞也可以分化并分化成不同的细胞类型。研究人员还发现了被膜动物和脊椎动物免疫系统之间的其它相似之处。吞噬入侵者的巨噬细胞等细胞是脊椎动物防御系统的关键部分。

这些动物有三种保护器,其中一种从未在被膜中检测到,它与巨噬细胞具有相似的基因活性模式。被膜动物免疫系统与脊椎动物免疫系统相似的另一种方式涉及到专门杀死其它细胞的细胞。在人类身体里,这些杀手包括自然杀伤细胞,它们的目标是肿瘤细胞或被病毒感染的细胞。

正如科学家们在《自然》杂志网络版上报道的那样,被膜动物也会部署这样的细胞杀手。当研究人员在实验室的培养皿中,不同被膜动物的细胞之间上演打斗时,尸体堆积在一起。Rosental说:“分析这些杀伤细胞中活跃的基因可能有助于研究人员确定刺激器官排斥的关键基因,并可能提出消灭癌细胞的新方法。”

圣彼得堡南佛罗里达大学医学院的比较免疫学家Larry Dishaw说:“被膜动物的身体看起来很简单,但新的研究表明,在它的免疫系统中,这个简单的系统有着令人难以置信的复杂性。与人类的重叠表明了脊椎动物免疫系统的一些特征起源于我们的无脊椎动物祖先。 ”Rosental和他的同事们现在正在研究其它无脊椎动物如海胆,以确定这些特征在进化史上延伸了多远。