深海鮟鱇雌魚為何可融合雄魚繁殖？源於獨特的免疫系統
深海鮟鱇魚分布於世界各海域，但目前所知約有 160 種鮟鱇魚數量非常稀少。牠們會在 300~5,000 公尺漆黑的海裡，用頭部前懸掛的發光餌球吸引獵物，正因如此也暱稱為燈籠魚。鮟鱇魚有非常大的口部和能擴大的胃部，能瞬間捕捉並吞食比身體還大的獵物。
深海鮟鱇魚的雄性體形比雌性小非常多，比較極端的例子，雌性的長度甚至可達雄性的 60 倍長，體重相差至 50 萬倍。雄性鮟鱇魚並沒有發光餌球，反而有發育良好的大眼睛和大鼻孔，能接收物種特有的雌魚放出的化學分泌物，因此找到雌魚結合。
雌雄深度結合，難分彼此
生活在深海的鮟鱇魚繁衍策略非常特別。體型非常迷你的雄魚會一直貼附在對牠們來說非常巨大的雌魚身上，兩者組織相連並建立共用血液循環系統。
鮟鱇魚這種繁衍現象稱為「異性寄生生活」。對分佈於廣闊深海的鮟鱇魚來說，雄魚和雌魚非常難遇見進而交配，因此發展出這種繁衍策略，可克服個體分散的限制，達到延續下一代的目的。
早在 1920 年，一位冰島漁業學家首次發現貼附在一起的鮟鱇魚，自此後一世紀，這種神祕的深海魚類的奇特繁衍策略，就一直是人類解不開的謎題。
鮟鱇魚的繁殖策略最讓科學家著迷的不只是特別。鮟鱇魚在異性寄生狀態下，雄魚會變成完全依賴雌魚養分供給的身體一部分，就像胎兒在母體內成長，或像移植器官融入受贈者的身體。
但比起人類器官移植是如此困難，鮟鱇魚的例子中，基因相近甚至身為同種的兩個個體，組織相互結合時竟然不會發生預期應會出現的免疫排斥反應。
7 月 30 日發表於期刊《科學》的研究，德國馬克思普朗克免疫生物學和表觀遺傳學研究所（Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics）及美國華盛頓大學（University of Washington）的科學家針對此現象，研究鮟鱇魚的免疫系統為何不會在組織融合的時候產生免疫反應。
過去數十年，科學家一直想知道鮟鱇魚這種罕見現象究竟怎麼發生的。幾年前馬克思普朗克研究所免疫學家 Thomas Boehm 博士和華盛頓大學世界級鮟鱇魚專家的魚類學家 Pietsch 博士開始合作，研究不同種類的鮟鱇魚基因組。
▲ 棘頭光棒鮟鱇（Photocorynus spiniceps），雌魚背上寄生著一隻小小的雄魚。（Source：華盛頓大學，下同）
能否解決人類器官移植的排斥反應？
共同作者的華盛頓大學水產及漁業科學榮譽教授 Ted Pietsch 表示，研究鮟鱇魚是很好的機會，透過研究此現象了解人類組織器官移植時遇到的困難。
他們首先開始研究鮟鱇魚的（major histocompatibility，主要組織相容性複合體）抗原結構。MHC 是一種生物體細胞表面分子，當細胞受外來病毒或細菌感染時，擔任免疫系統的警報訊號。
為了確保所有外來病原體都能有效辨認，MHC 分子的序列結構變化非常多樣，因此很難在同個物種找到兩個個體有近乎相同的 MHC 結構，MHC 分子的多樣性也是器官或骨髓移植時會產生組織配對問題的原因。研究鮟鱇魚的 MHC 過程，團隊驚訝的發現，永久異性寄生的鮟鱇魚竟然沒有能表現 MHC 分子的基因，就像牠們為了組織融合繁衍而放棄了免疫系統辨認外來威脅的能力。
人類的免疫系統對抗對外來威脅時，例如器官移植後產生排斥等狀況，一般負責清除感染細胞或攻擊外源組織的殺手 T 細胞，也在免疫系統扮演非常重要的角色。但鮟鱇魚的免疫系統，團隊發現鮟鱇魚的殺手 T 細胞反應非常遲鈍，甚至幾乎沒有功能。除此之外，團隊也透過分析確認某些種類的鮟鱇魚，免疫系統一大防禦利器的抗體系統，也幾乎不存在。
▲ 雌性約氏黑角鮟鱇，稱為黑海惡魔（Melanocetus johnsonii），下方有一隻相對較小的寄生雄魚。
獨樹一格的免疫反應
一般來說，脊椎動物的免疫系統可分為先天免疫系統（innate immunity）及後天免疫系統（adaptive immunity）。先天型免疫反應較快、沒有專一性、保護不持久，例如物理性的屏障皮膚、化學性的分泌物、發炎反應等。後天型免疫則透過辨識特定外來病原體，進而產生專一性的防禦及長期記憶，包含以淋巴細胞為主的協同防禦，透過抗原辨識清除受感染的細胞及病原體。Boehm 博士表示，鮟鱇魚身上發現的各項免疫系統缺失，換成在人類身上，會因免疫不全導致死亡。
但與一般脊椎動物免疫系統不同，研究團隊發現鮟鱇魚免疫系統採取的策略十分獨特。牠們缺乏一般與組織排斥有關的基因，但擁有更好的先天免疫反應，並以此對抗外界感染源。
雖然免疫系統是經過幾億年演化，形成穩定的先天免疫系統及後天免疫系統，但這項研究結果也顯示，後天免疫系統並不像我們以為的無可取代，自然界也有脊椎動物只依靠先天免疫系統生存。
雖然目前對鮟鱇魚先天免疫增強的細節還有待進一步研究，這項研究所揭開的鮟鱇魚免疫策略，或許可在未來幫助免疫系統缺失或受損的病患。
（首圖為薛氏寬鰓鮟鱇；來源：Flickr/NOAA Photo Library CC BY 2.0）
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