在脊椎动物的进化过程中，从水到陆地的过渡至关重要。非洲肺鱼是所有四足动物现存的近亲，在水生和陆地栖息地都有双重生存模式。
每年，非洲的干旱季节限制了动物获得食物和水的机会，包括肺鱼。当肺鱼暴露在不利的气候条件下时，它们会蜷缩起来，限制它们的代谢活动，产生大量的粘液，这些粘液最终变硬，形成茧。
虽然休眠使动物能够在不利的条件下生存，但也使它们更容易受到捕食者和病原微生物的攻击。睡眠是一种生理反应，需要显著的粘膜屏障组织重塑。尽管如此，免疫系统在这一过程中的作用在很大程度上是未知的。
非洲肺鱼的免疫系统大约在一个世纪前被研究过，在这些动物的胃、性腺和肾脏中发现了异常显著的粒细胞沉积。这些粒细胞后来被认为在睡眠中起作用，尽管没有分子或功能研究支持这些最初的发现。
在最近的《科学进展》(Science Advances)研究中，来自美国几家机构的一组研究人员调查了肺鱼的免疫系统是否在睡眠中发挥作用，在脆弱的休眠状态下保护其皮肤免受病原入侵。
作者先前发现，与自由游泳的对照组相比，陆生动物的表皮和真皮中有更多的粒细胞。在陆地化皮肤中，粒细胞募集与三种粒细胞标记物的信使核糖核酸(mRNA)表达增强相关，包括C-X-C基元趋化因子受体2 (CXCR2)、髓过氧化物酶(MPO)和中性粒细胞弹性酶(elane)。
趋化因子受体CXCR2的表达增强，是哺乳动物中性粒细胞的标志物，与患病和炎症组织中的中性粒细胞募集相对应。该受体由CXCR2基因编码。
MPO是一种含血红素的过氧化物酶，主要在中性粒细胞中产生，是活性氧(ROS)产生所必需的。中性粒细胞弹性酶(elane)是一种蛋白酶，由粒细胞在脱粒和细胞外陷阱(ETs)的产生过程中分泌，可以激活促炎细胞因子。
在肺鱼库组织中，这三个基因标记的表达模式有很大差异。与自由游泳对照组相比，肾脏或肠道中的CXCR2表达没有显著改变;然而，在陆化肺鱼的肠道和肾脏中，elane的表达量分别显著下调了4倍，而MPO的表达量分别显著上调了68倍和120倍。
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在旱季，像肺鱼和两栖动物这样的栖息动物使用茧结构来减少蒸发的水分损失。两栖动物的茧以前被描述为脱落的上皮层，而肺鱼的茧被描述为半透明的褐色干燥粘液结构。本研究的组织学结果表明，肺鱼茧是一个具有明确细胞结构的活组织，而不是一个死亡的干燥黏液层。
为了支持茧是活组织的假设，在所有检测的茧样本中，作者发现了上皮细胞标记基因、抗菌肽基因、促炎细胞因子、杯状细胞标记和粒细胞基因标记的活性转录。抗菌肽基因defb1和defb2的表达量最高，分别是ck8的6倍和9倍。这些发现表明，肺鱼的陆地化涉及形成一个活的细胞茧，它可以捕获细菌并积极转录免疫基因，以提供持久的抗菌保护。
从植物到哺乳动物，ET形成是最古老和保存完好的先天免疫机制之一。ETs参与感染、炎症、损伤、组织重塑和自身免疫。
本研究的研究人员通过抗elane和抗h2a抗体的免疫荧光染色发现，陆化肺鱼的皮肤不含体内发生ETosis的粒细胞。相反，在所有被检查的蚕茧样本中都发现了经历ETosis的细胞。
这些实验表明，粒细胞为肺鱼在陆地化过程中提供了两层保护。这两层包括在富含微生物的茧中发现的外层，其中迁移的粒细胞活跃地进行ETosis，以及在发炎皮肤中发现的第二层免疫层，其中浸润的粒细胞在刺激下可以进行ETosis。
由于肺鱼体内异常大量的嗜酸性粒细胞沉积，其免疫系统长期以来一直被认为是神秘的。报道的肺鱼免疫系统适应支持陆地化的生理过程。这项研究发现了一种引人注目的新型粒细胞驱动的抗菌防御系统，它由包裹在肺鱼身体周围并捕获细菌的外部活组织组成。
目前还不清楚这层外层能有效保护肺鱼不受感染多久，因为休眠可以持续几个月甚至几年，而且本研究仅限于休眠的前两周。另一方面，这种体外细菌捕获装置似乎对代谢迟钝期间的动物有益。
