粘附分子EpCAM在草鱼头肾白细胞中的功能及作用机理研究

细胞粘附分子在免疫细胞中发挥着重要作用，它参与白细胞的运输、活化及分化等过程。上皮粘附分子（EpCAM）属于非典型细胞粘附分子。在哺乳动物中已证明它与免疫细胞的分化及免疫应答相关。新近，我们发现EpCAM在草鱼头肾白细胞中的表达水平显著高于外周血淋巴细胞，并且它在头肾白细胞中的表达可被细菌脂多糖显著提高，提示它与头肾白细胞的功能相关且参与其免疫反应过程。但EpCAM作用的靶细胞及作用的方式和机理都不清楚。本项目拟采用体外过表达、细胞和组织免疫染色、流式细胞术、RNAi技术、免疫中和等方法，研究草鱼EpCAM作为细胞粘附分子的性质，再以头肾白细胞为模型，明确EpCAM的靶细胞及在这些细胞的增殖、分化/活化和迁移过程中的作用，揭示其作用机理。该研究可提供EpCAM在低等脊椎动物免疫系统中发挥作用的证据，丰富鱼类免疫学中有关细胞粘附分子方面的内容，有助于阐明硬骨鱼白细胞发挥功能的机制。

上皮细胞粘附分子（EpCAM）是一种不依赖于Ca2+的非典型细胞粘附分子。虽然在斑马鱼中，它被证明在皮肤、侧线前神经丘和内耳的发育中发挥重要作用，但鱼类EpCAM的细胞生物学性质和免疫学功能还不清楚。.在本研究中，细菌脂多糖（LPS）在上调草鱼头肾白细胞（HKL）活性/存活率的同时刺激HKL中的EpCAM mRNA表达；嗜水气单胞杆菌感染可提高头肾中的EpCAM mRNA表达水平与皮肤、肝、鳃和头肾中的蛋白表达水平。在草鱼肾细胞株（CIK）中，佛波酯可刺激EpCAM蛋白的表达和培养基上清中的EpCAM蛋白水平，推测EpCAM可能在CIK细胞中存在胞外域剪切现象。这些结果表明EpCAM无论在体内或体外模型中都可被免疫刺激诱导表达。.进一步研究证明：草鱼外周血淋巴细胞不能被稳定表达EpCAM的CIK细胞所粘附，表明EpCAM可能不是淋巴细胞表面分子的配体或受体。有趣的是，过表达EpCAM引起CIK细胞变短变粗且增殖速度变慢，而细胞迁移速度则明显变快。缺失EpCAM胞内区（EpICD）可阻断EpCAM对细胞增殖的降低作用，但不影响其对细胞迁移的作用。这些结果证明EpCAM可能在细胞增殖和迁移过程中发挥作用，且可能通过EpICD影响细胞增殖。.利用EpCAM胞外区（gcEpEx）抗体，磁珠分选HKL中的EpCAM阳性细胞，检测其中的B细胞分子标记基因Igmu的表达，发现这些细胞并非B细胞。同时，形态学观察也揭示EpCAM阳性细胞不是淋巴细胞，提示头肾中的EpCAM并不在淋巴细胞中发挥生物学功能。.利用毕赤酵母表达系统获得了gcEpEx蛋白，研究结果显示该蛋白可抑制而其抗体可刺激HKL的活性/存活率。此外，gcEpEx上调HKL中的IL-10和TNF-α mRNA的表达，但对EpCAM自身及IL-1β的mRNA并无调节作用，提示EpCAM可能通过调节某些细胞因子的表达发挥免疫调节功能。.综上所述，我们首次证明了鱼类EpCAM的表达可影响细胞的形态、增殖及迁移。虽然该分子并不直接在免疫细胞中表达，但其胞外部分不但可调节免疫细胞的活性/存活率还可通过调节某些细胞因子发挥免疫调节作用。该研究为阐述EpCAM在鱼类免疫系统中的功能提供了重要的依据。