水生所发现硬骨鱼类肠类生发中心结构 提供黏膜适应性免疫早期演化关键证据
生发中心（Germinal Center, GC）是脊椎动物产生高亲和力抗体、建立免疫记忆的重要场所。在哺乳动物肠黏膜中，GC通常形成于高度组织化的次级淋巴器官（Secondary Lymphoid Organs, SLOs）中，如派尔集合淋巴结。然而，硬骨鱼类作为脊椎动物中物种最为丰富的类群之一，缺乏哺乳动物典型的组织化淋巴结构，其肠黏膜组织中是否存在类似功能的结构，长期以来缺乏明确证据。这一问题不仅关乎鱼类适应性免疫组织基础的认识，也为理解脊椎动物体液免疫的早期起源与演化提出了重要的科学问题。
为此，中国科学院水生生物研究所徐镇研究员团队围绕硬骨鱼类GC类结构的形成及其免疫功能开展了系列研究，以肠黏膜为研究对象，揭示了硬骨鱼类在缺乏经典次级淋巴结构的情况下，仍可根据病原刺激动态组装具有生发中心样特征的免疫结构。研究团队结合单细胞转录组测序、荧光原位杂交（FISH）和免疫荧光等技术，发现硬骨鱼类肠黏膜演化出了GC类结构（Gut-associated germinal center-like structures, GaGCLs）。研究表明，GaGCLs中的B细胞具有明显的空间组织特征，形成类似哺乳动物GC暗区和明区的功能分区，并表达与细胞增殖及抗体应答相关的关键基因。进一步研究发现，该结构中IgM⁺ B细胞显著聚集，B细胞增殖和凋亡活动增强，并伴随病毒抗原相关B细胞富集。此外，研究团队还发现具有保守功能特征的Tfh样细胞与GC-B细胞之间存在广泛的细胞通讯及协同作用。再次感染后，肠黏膜IgM⁺ B细胞数量、IgM浓度及抗体滴度升高，提示GaGCLs可能参与B细胞记忆样状态的形成及再次免疫应答（图1，Kong et al., 2026；Science Bulletin）。
图1 硬骨鱼肠黏膜内生发中心样结构的特征及跨物种比较
上述研究从系统揭示了硬骨鱼类肠黏膜GC类免疫结构的组织特征及其在抗病毒体液免疫中的潜在作用，拓展了对脊椎动物黏膜适应性免疫组织基础的认识。结果表明，具有生发中心样特征的免疫程序并不一定依赖于经典次级淋巴组织结构的形成，而可能在不同组织中依据病原刺激动态组装。这些发现支持“功能先于形态”的演化观点，即部分GC类免疫功能可能早于高度组织化淋巴结构的出现，为追溯脊椎动物黏膜适应性免疫的早期起源提供了新的证据，也为进一步解析鱼类抗病毒免疫记忆的形成机制及水产动物病害免疫防控提供了新的研究思路。
该研究成果继软骨鱼类脾脏（Matz et al., 2023, Cell Reports）、硬骨鱼类脾脏（Shibasaki et al., 2023, Science Immunology）、头肾（Kong et al., 2026, Fundamental Research）中发现GC之后，首次在硬骨鱼类黏膜中鉴定到肠相关GC类结构，以 "Gut-associated germinal center-like structures in teleosts reveal early origin of mucosal adaptive immunity"（Kong et al., 2026）为题发表于 Science Bulletin。水生所孔维光副研究员、杨鹏博士生、丁广义博士生为共同第一作者，徐镇研究员为唯一通讯作者。该工作获国家自然科学基金（32225050、U24A20461、32573556）及国家重点研发计划（2022YFF1000302）资助。
