貪食細胞の活動は哺乳類の恒常的・異熱的な生理状態を反映している

Phagocyte activity reflects mammalian homeo- and hetero-thermic physiological states.

• Jiri Pikula
• Tomas Heger
• Hana Bandouchova
• Veronika Kovacova
• Monika Nemcova
• Ivana Papezikova
• Vladimir Piacek
• Renata Zajíčková
• Jan Zukal

抄録

背景:

コウモリからのウイルス性人獣共通感染症やコウモリの個体群を脅かす病気の出現により、コウモリの免疫システムの機能をより深く理解する必要性が浮き彫りになってきました。特に冬眠中の温帯コウモリを考慮する場合、免疫応答に関連した季節的な動態を理解することが重要です。体温は脊椎動物の病原体に対する免疫機能と防御機構を調節する要因の一つである。コウモリの食細胞が媒介する自然免疫をよりよく理解するために、我々は、不温性のオオネズミ耳コウモリ（Myotis myotis）とノクトゥラ（Nyctalus noctula）、および恒温性の実験用マウス（Mus musculus）を用いて、呼吸バースト、血液学的および血液化学的パラメータを測定した。

BACKGROUND: Emergence of both viral zoonoses from bats and diseases that threaten bat populations has highlighted the necessity for greater insights into the functioning of the bat immune system. Particularly when considering hibernating temperate bat species, it is important to understand the seasonal dynamics associated with immune response. Body temperature is one of the factors that modulates immune functions and defence mechanisms against pathogenic agents in vertebrates. To better understand innate immunity mediated by phagocytes in bats, we measured respiratory burst and haematology and blood chemistry parameters in heterothermic greater mouse-eared bats (Myotis myotis) and noctules (Nyctalus noctula) and homeothermic laboratory mice (Mus musculus).

結果:

コウモリは、電解質レベルと時間に関連した食細胞活性のパラメータは類似していたが、代謝と赤血球数に関連した血液プロファイルのパラメータは異なっていた。大ネズミオオコウモリは、すべての貪食細胞活性パラメータにおいてマウスとは異なり、全体的に最も低い貪食細胞活性を示したが、ノクターブはマウスと同じ定量的な貪食細胞活性値を示した。恒温性マウスは、高貪食球活性グループに別々にクラスター化されていたが、異温性コウモリの両種は、2つの低貪食球活性クラスターに混在していた。ステップワイズ回帰により、グルコース、白血球数、ヘモグロビン、総溶存二酸化炭素、および塩化物の変数が、貪食球活性の最良の予測因子として同定された。白血球数は、呼吸バーストに利用可能な貪食球数を表すものであり、時間的に関連するパラメータと定量的に関連するパラメータの両方において、貪食球活性の最良の予測因子であった。ヘモグロビンは、貪食細胞が取り込める酸素の代理変数として、貪食細胞の活動開始に重要であった。

RESULTS: Bats displayed similar electrolyte levels and time-related parameters of phagocyte activity, but differed in blood profile parameters related to metabolism and red blood cell count. Greater mouse-eared bats differed from mice in all phagocyte activity parameters and had the lowest phagocytic activity overall, while noctules had the same quantitative phagocytic values as mice. Homeothermic mice were clustered separately in a high phagocyte activity group, while both heterothermic bat species were mixed in two lower phagocyte activity clusters. Stepwise regression identified glucose, white blood cell count, haemoglobin, total dissolved carbon dioxide and chloride variables as the best predictors of phagocyte activity. White blood cell counts, representing phagocyte numbers available for respiratory burst, were the best predictors of both time-related and quantitative parameters of phagocyte activity. Haemoglobin, as a proxy variable for oxygen available for uptake by phagocytes, was important for the onset of phagocytosis.

結論:

我々の比較データは、食細胞の活動が恒温性哺乳類と不温性哺乳類の生理学的状態や血液代謝・細胞特性を反映していることを示している。しかし、免疫防御、季節的な生活生理、冬眠行動、ねぐらの生態、地理的なパターンなどのトレードオフを明らかにするためには、不温性コウモリの免疫応答の研究が必要である。コウモリの免疫反応の理解が深まれば、野生生物や保全医学にもプラスの影響を与えることになるだろう。

CONCLUSIONS: Our comparative data indicate that phagocyte activity reflects the physiological state and blood metabolic and cellular characteristics of homeothermic and heterothermic mammals. However, further studies elucidating trade-offs between immune defence, seasonal lifestyle physiology, hibernation behaviour, roosting ecology and geographic patterns of immunity of heterothermic bat species will be necessary. An improved understanding of bat immune responses will have positive ramifications for wildlife and conservation medicine.