背景
免疫系统是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统。由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。机体的免疫又分为先天免疫和适应性免疫，随着免疫学的发展，特别是2011年Jules Alphonse Hoffmann在免疫领域获得诺贝尔奖后，以果蝇为模式生物来研究机体免疫掀起了一股热潮。果蝇具有强大的保守性先天免疫防御，是研究免疫系的新机制和范式的出色工具，那么果蝇的先天免疫机制和免疫活动包括哪些呢？对果蝇的生理状态以及后续行为输出又有什么样的改变？
此次journal的主题我们将果蝇的先天免疫相关内容进行介绍。
1、 果蝇的先天免疫类型及机制
先天免疫是抵御病原体入侵的第一道防线，在保护大脑免受感染、损伤和疾病方面起着至关重要的作用。果蝇的先天免疫果蝇先天免疫反应有三种效应机制:体液反应、黑色素化/酚氧化酶（PO级联）和细胞反应。细胞免疫反应由吞噬、包裹和杀死入侵微生物的血细胞组成，就像脊椎动物的巨噬细胞一样，涉及的 主要是浆细胞的噬菌作用。体液免疫反应包括可溶性因子的分泌，如抗微生物肽(AMPs)，在免疫激活后进入血淋巴，主要是由脂肪体产生抗菌肽它涉及一些信号通路，最主要的是两个NF-KB信号通路——TOII信号通路和IMD信号通路，Toll途径主要针对革兰氏阳性细菌和真菌被激活，而IMD途径主要针对革兰氏阴性细菌[25]被激活。黑化是黑色素沉积在伤口部位和寄生虫表面的过程，导致有毒活性氧的释放，通过 一系列的蛋白级联反应产生黑色素 ,黑色素沉积在伤口和外来物的周围 ,愈合伤口并杀死病原体。这些机制以各种方式依赖于通过Toll或imd信号通路检测病原体，此外果蝇免疫的机制还包括自噬、吞噬作用、RNA干扰(RNAi)。和果蝇的两性行为类似，果蝇的先天免疫具有性别二态性，在免疫应答时免疫相关基因上调或下调，这种免疫应答的不同继而会导致面对不同病原体时行为输出不同。
2、寄生蜂与宿主果蝇免疫的相互作用
在面对寄生虫侵扰时，幼虫会表现出rolling的行为以此来躲避寄生蜂的扎刺（ md IV 类神经元即参与幼虫对机械引起的躲避反应，又可作为位于幼虫角质层下的血细胞的微环境），并且引发机体黑化反应；对于成蝇来说，输出的行为则是躲避（视觉、嗅觉）以及产卵减少。根据苍蝇品系和黄蜂种类，黄蜂卵有两种命运，一种被封装，一种逃逸成功发育。L. boulardi的产卵激活两个免疫臂-血细胞存在于循环系统、分段角质层下的无柄细胞群和淋巴腺中。淋巴腺是幼虫背侧的小型造血器官。造血细胞簇（称为叶）沿着沿着动物前后轴延伸的背侧血管成对分段排列。幼虫淋巴腺是一种小型造血器官。在幼虫的第三龄期，淋巴腺包含一对位于背血管侧面的大前叶。三种细胞类型、浆细胞、板层细胞和晶体细胞的祖细胞位于前叶。
浆细胞占循环血细胞群的大多数，起非自我识别作用，具有黏附性，可在拟寄生物卵上扩散，以及负责吞噬小颗粒和死细胞，并且它们能够分泌AMP（抗菌肽）；晶体细胞在入侵的病原体和伤口周围产生黑色素；片状细胞仅在寄生蜂入侵时产生，并在浆细胞和晶体细胞的帮助下在入侵的寄生卵周围形成多层胶囊当层状细胞包围黄蜂卵时，它们与浆细胞形成多层胶囊，并释放第三种果蝇PPO，层状细胞特异性PPO3。寄生蜂刺伤会引起浆细胞和层状细胞增多。
感染时毒素有抑制细胞分化的作用。此外还有研究发现母本被寄生蜂干扰后，向后代传递了一种保护机制。成年果蝇可以在感知到类寄生虫的存在后，通过母体为模式识别受体提供mRNA来启动其后代的免疫系统，这导致幼虫细胞免疫反应的更快诱导。
- 果蝇先天免疫与睡眠
研究发现，Nur由睡眠不足所诱导并对于感染后的睡眠来说发挥着一定的作用。Nur编码一种抗菌肽，在神经元中表达时促进存活；Nur过度表达促进睡眠,其异位表达则会诱导睡眠。
未来以果蝇为模式生物来进行免疫后生理生化的研究会越来越深入，这种进化保守的免疫机制也存在于更高级的哺乳动物中，果蝇免疫失衡后的神经环路水平上的改变以及行为上的输出会为免疫新篇章提供更多的见解。
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by 王蓉