乳铁蛋白的免疫调节作用及在动物生产中的应用

1、 。 0 0 00 0 ：0 一 镑鹫国鞠颡瘴灞警簿用 蕊 籀誊 臻鹤露精 _ 0 0 _ ： 0 ：- _ l l l 0 0 0 _l l_ 0 。 。0 0 0 0 李!羡君0 零热 摹0 |ll l i 。 l l 0 _ 0 0 _0 0 0 0 一 0 ：ll l r 。 。 ： ， ： 一 ： ： 。 。 ( 湖 南 农 业 誊 孝 学 霉 警 障 长 沙 ， 4 i 0 1 2 8 ) 摘要： 乳铁蛋白( 1 a c t o f e mn ， l f ) 是一种非血红素铁结合性糖蛋白， 在乳腺分泌物中含量丰富。近年的研 究 表明乳铁蛋白有着更广泛的生物学功能， 文章就乳铁蛋白对

2、机体免疫调节及其机理作一综述， 随着乳铁蛋白免 疫机制的进一步深入研究， 其作为免疫调节剂将会越来越广泛地应用于动物生产实际中。 关键词 ： 乳铁蛋 白； 免疫调 节； 免疫机理 ； 应 用 乳铁蛋 白( 1 a c t o f e r r i n ， ) 又称“ 乳转铁蛋 白” ， 是一种非血红素铁结合性糖蛋白，属于转铁蛋白 家族 。广泛分布于人和哺乳动物家畜的多种组织 及外分泌液中，对于其功能研究最早是关于其结 合铁的特性， 在近年的研究中， 发现乳铁蛋白有着 更为广泛的生物学功能。其中主要包括包括广谱 抗菌 、 抗病毒， 调节体内铁平衡， 促进骨髓细胞生 成， 促进细胞生长， 增强机体免

3、疫抗病能力 ， 抑制 肿瘤细胞 ，能与多种抗生素及抗真菌制剂协 同作 用， 更有效治疗疾病 ， 参与某些炎症反应和对机体 免疫系统产生调节作用，是机体免疫防御系统中 的一种重要成分 。 1 、 乳铁蛋白的基本结构 乳铁蛋白是一类广泛存在于哺乳动物体液中 的天然糖蛋 白， 相对分子质量为( 7 68 1 ) 1 0 3 单 体蛋白。乳铁蛋 白多肽链一级结构大约 由 6 9 0个 氨基酸组成， 其中谷氨酸、 天冬氨酸、 亮氨酸和丙 氨酸含量较高 ， 除含少量半胱氨酸外 ， 几乎不含其 他含硫氨基酸， 其终端含有一个氨基， 由单一肽键 构成。二级结构以 螺旋和 g折叠结构为主 ( 7 0 以上 )

4、， 二者沿蛋 白质氨基酸顺序交替排列 ， 且 仅螺旋明显多于 b折叠结构。乳铁蛋白高级 结构呈“ 二枚银杏 叶型” 结构 ， 并主要依赖疏水键 l 8 和半胱氨酸残基间形成的二硫键等一些次级键维 持乳铁蛋白空间结构的稳定。每个分子中有 2 个 金属结合位点 ，每个位点可结合一个 f 和一个 h c o 3 一 或 c o 3 2 、 乳铁蛋 白对机体的免疫调节 2 1乳铁蛋白对非特异性免疫的调节 非特异性免疫 n o n s p e c i fi c i m mu n i t y ) 是指机 体对进人体内的抗原物质的一种无选择性排斥和 清除功能。参与非特异性免疫 的细胞包括 中性粒 细胞 、

5、单核巨噬细胞 、 嗜酸性粒细胞 、 嗜碱性粒细 胞、 肥大细胞 、 树突状细胞、 自 然杀伤细胞等， 其中 单核 一 巨噬细胞 系统是机体非特异性免疫系统 的重要组成部分 ，乳铁蛋 白是 目前公认 的具有多 效免疫调节活性的蛋 白质 ，它可以影响多种免疫 细胞 ， 包括巨噬细胞 、 自然杀伤细胞 、 朗罕氏细胞 等 。 2 1 1乳铁蛋白对 n k细胞的影响 n k细胞既是获得性细胞免疫 的核心调节细 胞 ， 又是天然免疫 的主要承担者 。在 i l 一 2的激活 下， n k细胞可以转变为具有更广泛杀伤能力的淋 巴因子激活的杀伤细胞 ( l a k ) 。s h im iz u等通过 b a

6、 l b c 小鼠感染巨噬细胞病毒， 发现牛乳铁蛋白 能显著提高 n k细胞的活性 。k u h a r a 等通过给小 鼠口服 i j f 后发现 ， 乳铁蛋 白能通过提高小 鼠小肠 i l 一 1 8 和 i f n i 水平 ， 提高 n k细胞的活性 。 2 1 2乳铁蛋白对巨噬细胞吞噬活性的影响 吞噬细胞对外源微生物的清除能力包括对外 源微生物的摄取能力和消化能力两个方面。l f能 够提高巨噬细胞对微生物的摄取能力。l i ma 等报 道 ， h l f能够提高小 鼠腹膜巨噬细胞 f mp m)对无 鞭毛体克氏锥虫的摄取 。对鱼的研究也发现， b l f 提高了虹鳟头肾巨噬细胞对酵母

7、的吞噬能力 。将 巨噬细胞和 l f一起培养发现 ，巨噬细胞 产生 的 i l 一 8以及 n o的量增加。在小 鼠经腹膜注射灭活 念珠菌后让小 鼠自由饮用含 b l f的水 ，其腹腔巨 噬细胞 o 一 的产量提高。i l 一8作为体内一种重要 的趋化因子对吞噬细胞游走到炎症部位有重要作 用 ， 而 n o、 0 2 - 等活性氮 、 活性氧类物质又是杀灭 外来微生物的重要介质。因此 ， l f可 以提高吞噬 细胞 的趋化能力及对病原微生物的消化能力 ， 从 而提高机体对病原微生物的清除能力。 2 2乳铁蛋白对特异性免疫的调节 2 2 1 乳铁蛋 白对体液免疫的调节 体液免疫是指 由 b淋巴细

8、胞所形成的特异性 免疫能力 ， 包括抗原识别 ， b细胞活化 、 增殖与分 化 ， 合成分泌抗体并发挥效应三个阶段 。 大量研究 表明， 乳铁蛋白可以促进机体 的体液免疫。 z i m e c k i 等研究发现，腹膜内注射 h l f提高了小鼠腹膜 内 抗体形成细胞(a f c )的数量。 a r t y m等研究发现， 先 予亚致死剂量 的环磷 酰胺 抑制小 鼠的体液 免 疫 ， 再予饮用水中加入 0 5 的牛乳铁蛋 白口服治 疗 5周 ， 发现小 鼠的体液免疫得到了部分修复。口 服 l f能 与肠道粘膜上皮 细胞及 其淋 巴细胞作 用 ， 刺激粘膜免疫 ， 增加免疫球蛋 白的产生。wa

9、n g 等给小 鼠口服 b l f ，无论是正常小鼠还是患肿瘤 小 鼠， 其小肠 中 i g m+ i g a 细胞都增 加 ， 在患肿瘤 小鼠这种促进作用更达到极显著效果 。s f e i r 等连 续6 周给小鼠口服 b l f ， 第 2 8 d 其肠分泌液中i g a 和i g g的产生量都显著提高，但 b l f 刺激肠道粘 膜产生 i g a的能力随时问变化而变化 ， 4 2 d的 b l f 刺激虽然仍显著提高肠道 i g g的产生量，但却不 能提高肠分泌液中 i g a的含量。 2 2 2 乳铁蛋 白对细胞免疫的调节 细胞免疫是指 t细胞受到抗原刺激后 ， 增殖 、 分化、 转

10、化为致敏 t细胞( 也叫效应 t 细胞) ， 当相 同抗原再次进入机体的细胞 中时 ， 致敏 t细胞 ( 效 应 t细胞 )对抗原 的直接杀伤作用及致敏 t细胞 所释放 的细胞因子的协同杀伤作用。大量研究结 果表明， 动物处于不 同的免疫状态下， 乳铁蛋白均 能够促进其 t细胞 的增殖。 z i m e c k i 等将 h l f加入 c d 4 一、 c d 8 一胸腺细胞 中过夜培养 ，在 h l f作用 下 ， c d 4 一、 c d 8 一 胸腺细胞 细胞 表面的 c d 4 抗原 的表达提高。同时， 对 h l f处理 的胸腺细胞的功 能研究发现 ， 这些细胞具有 了 t h细胞

11、活力 ， 这进 一步证明 h l f可以促进原初 t细胞向 c d 4 t细胞 分化 。mu l d e r 等对健康男性 的研究表明 ， 补充 l f 能显著提高 c d 3 + 、 c d 4 + , c d 8 c f 细胞活化 ， h e l l w e g 等对比格犬 的研究发现 ，在 日粮中添加 b l f能增 加血液中单核细胞、 t细胞 、 细胞毒性 t细胞的数 量和外周血单个核细胞的增值反应。s p a g n u o l o 等 将 4 7只雌性清洁级 c 5 7 b l 6小鼠随机分为三组 ， 0 l f ( n = 1 6 ) ， 0 2 l f ( n = 1 6 )

12、， 2 0 i x ( n = 1 5 ) ， 连 续四天给小 鼠 口服 l f ， 结果表明 ， 与对照组相 比， 短期饲喂乳铁蛋白能显著增加小肠淋 巴细胞 c d 4 和 c d 4细胞凋亡 ， 显著降低 t n f o t 的表达。 3 、 影响免疫的机理 u 能够发挥其特异的免疫调节功能 ，主要是 与其靶细胞及靶细胞表面的特异受体有关，不同 的细胞其 l f 受体的特异性不同。s u z u k i 等发现单 核细胞 、 淋巴细胞 、 肝细胞 、 血小板 、 肠上皮细胞 、 乳腺表皮细胞的表面都有 i j f 的受体。 p r o g e mt 等发 现， i jf 能够与免疫细胞表面

13、的受体结合， 发挥其免 疫调节功能 ，与此 同时还能调节机体细胞因子的 水平。 嗜中性细胞、 冒嗜细胞和淋巴细胞表面都有 u受体。l f与其受体结合后被摄人细胞 内。l f 上 存在一系列的碱性氨基酸可以作为核定位的信号 序列 ， 虽然 i j f 与 d n a的结合常数不高 ， 但 i 在细 胞核 内的高浓度弥补了其结合常数较低的不足。 因此， i f 可以与核内 d n a特异性地结合，并由此 充当核信号转导的激活子 。核转录因子 f n f k b)在免疫细胞 的活化 ， t和 b淋巴细胞 的增 殖 、分化以及炎症反应 中扮演重要 的角色。n f k b的上游成分 me k k1、 n

14、 i k都被认为是 l f 的 效应器 。o h等 的研究进一步表明 ， i j f 可 以与 n f k b的上游成 m e k k1、 n i k 、 i k k b作用 而激 活 n f k b ， 从而实现对 p 5 3肿瘤抑制基因的特 异性激活。 因此 ， i j f 对细胞 因子分泌水平变化以及 1 9 后继的免疫细胞活性提高的影响都可能与其与胞 内的 dn a 、 n f k b等相关成分的作用有关。 4 、 在动物生产中的应用 4 1在猪生产中的应用 徐奇友等在早期断奶仔猪 ( 1 42日龄 ) 日粮 中添加不 同水平的乳铁蛋白， 结果表明 ， 与对照组 相 比， 添加 l o

15、 mg k g 乳铁蛋 白提高了仔猪 i l 一 2水 平。但对仔猪血清 i g g水平没有影响。y i z h e n wa n g等在断奶 仔猪 日粮 中添加 1 0 g k g乳 铁蛋 白， 结果表明 ， 添加乳铁蛋白可以极显著提高植物 凝集素( p h a ) 刺激周围淋巴细胞增殖 ； 可以极显著 增强刀豆蛋 白 a ( c o n a ) n 植物凝集素诱导脾脏淋 巴细胞增殖 ；血清免疫球蛋 白 i g g， i g a和 i g 水平 被显著提高， 白介素 一 2 ( i l 一 2 ) 被极显著提高。由此 可以看 出， 乳铁蛋白可以改善机体免疫功能 ， 增强 仔猪对疾病 的抵抗力

16、 ，提高仔猪对断奶应激的能 力 。i j f 作为免疫调节剂可以增强家畜对疾病的抵 抗力， 尤其是断奶仔猪断奶后母原抗体减少， 自身 免疫机制还不健全 ， 因此 ， 在饲料中添加一些增强 机体免疫力的 i jf 非常重要 。 4 2在鱼类生产中的应用 l j f 通过增强鱼类机体免疫来提高其对疾病的 抵抗能力。给亚洲鲶鱼引人致病菌 a h y d r o p h i l a ， 且不进行预防接种 ，给试验组 口服 u1 2周后 ， 发现试验组 比对照组死亡率显著下降，在 口服剂 量为 1 0 0 mg k g时 ， 鲶鱼的死亡率最低。进行接种 时 ，试验组 比对照组死亡率有所下降 f j a

17、y a等 ， 2 0 0 3 ) 。给大麻哈鱼 口服剂量为 1 4 0 m g k g的 i j f 以 及剂量为 1 0 0 0 m g &g的维生索 c时 ，发现接种病 原菌的对照组死亡率 l o o m h ， 试验组的死亡率为 9 1 ， 说明其具有一定的增强抗疾病。 s a k a i 等将乳 铁蛋白作为免疫增强剂应用于虹鳟上 ，通过 口服 一定剂量的乳铁蛋白，能刺激吞噬细胞活力和 白 细胞中超氧化物阴离子 的产生 ，而且还显示 出对 溶藻胶弧菌病原较高的耐受性和抵抗力。k u k u t a 等 ( 1 9 9 6 )也报道 了虹鳟 口服乳铁蛋 白的实验 ， 研 究证实了乳

18、铁蛋白能增加血液中粒细胞和淋巴细 胞 的数量 ，并能促进机体 黏液的分泌 ，增强对 c r y p t o c a r y o n i i t a n s 病原的抵抗力。 5 、 结语 综上所述 ， 乳铁蛋白具有促进抗体生成 、 t细 胞成熟 、 淋巴细胞增殖 、 活化 自然杀伤细胞及抑制 混合淋 巴细胞释放 i l 一 1 、 i l 一 2 、 t n f 一 等多种 免疫调节功能。 因此 ， 开发一种具有增强机体免疫 力 ， 保障动物健康 、 促进生长发育的绿色饲料添加 剂 ，对提高畜牧业的经济效益具有重要的理论意 义和实用价值 ，其作为一种潜在的饲用抗生素替 代 品具有较为广阔的前景 。但 目前关于乳铁蛋 白 对机体免疫的影响机制还不明确 ，有待进一步研 究 +一 + 一 ” 卜 * - - 卜 ” +” 卜 一 十“ 一 - + + 一 + 一 - +* - + 一 ” +一 +- +一 + +” +- +一 +一 +一 +一 + +一 + +一 +一 +一 +一 +一 +一 +* 十一 +” +一 +- +n +- +- 卜 ( 上接 1 1页)以及预防口蹄疫感染的猪用保健饲 料( z l 2 0 o 5 1 0 0 3 1 6 7 7 2 ) 、 猪