Nature子刊:免疫系统如何让“叛徒”细胞择日而亡
生物通 · 2016/11/16
最近,澳大利亚一项新的研究阐明了“免疫系统如何避免用抗体攻击自己的组织——同时仍然对入侵者保持强大的防御”。相关研究结果由Garvan医学研究所(悉尼)和约翰科廷医学研究院(澳大利亚国立大学)的研究人员发表在11月10日的《Nature Communications》杂志上。


最近,澳大利亚一项新的研究阐明了“免疫系统如何避免用抗体攻击自己的组织——同时仍然对入侵者保持强大的防御”。相关研究结果由Garvan医学研究所(悉尼)和约翰科廷医学研究院(澳大利亚国立大学)的研究人员发表在11月10日的《Nature Communications》杂志上。

我们的免疫系统承担着使我们免受感染的关键任务。一次又一次,我们的免疫细胞必须快速地确定它们所面临的一种入侵微生物,是构成了威胁?还是应该受到保护的身体一部分?如果这出了错——并攻击“自我”,就可能会导致毁灭性的自身免疫性疾病,如类风湿性关节炎或狼疮。

研究人员展示了免疫系统是如何迅速阻止“叛徒”细胞的——它们可能会使破坏性的抗体攻击人体自身组织(自动抗体)。

他们发现,一种称为免疫球蛋白D或IgD的抗体——位于被称为B细胞的免疫细胞表面,负责阻止“叛徒”细胞产生自身抗体。IgD可使细胞保持“锁定”状态——对身体的组织没有反应,但仍然能够产生抗体对抗入侵者。

这些研究结果解决了围绕着“IgD功能”长期存在的谜团,自从50年前第一次被观察到以来,其在免疫系统中的作用一直以来都不明确。

免疫基因组学实验室主任副主任Christopher Goodnow教授,与Anselm Enders博士以及Joanne Reed博士共同带领了这项研究工作。Goodnow教授说:“我们已经知道,免疫系统超过一半的B细胞能够产生破坏性的抗体,对抗身体自己的组织——但它们不这样做。此前我们一直不明白的是,免疫系统为什么以及如何使这些潜在的‘叛徒细胞’保持存活,而不是完全摆脱它们。我们的新研究表明,抗体IgD是锁定‘叛徒’细胞的关键参与者,这样免疫系统就能在‘丢弃这些细胞’和‘利用它们对抗感染’之间下注。通过锁定携带抗体的细胞,IgD降低了它们产生抗体对抗自身组织的能力——但让它们活着,因为它们是抵抗微生物侵略所必需的。”

研究人员对小鼠体内锁定的B细胞中的整个基因组进行了基因表达分析,比较了有或无功能性IgD的小鼠。该研究揭示了超过200个基因——其中三分之一是由IgD控制,它们共同使得细胞对身体自身组织反应迟钝。

然而,重要的是,被锁定的细胞并没有从免疫系统中清除。相反,研究人员发现,IgD支持细胞累积在脾脏和淋巴结(就像其他B细胞)中,如果有必要,则参加“靶向训练”产生抗体来对抗入侵者。

Reed博士说:“我们的实验表明,虽然IgD锁定了可产生自身抗体的B细胞,但它还促进了那些沉默的细胞的生发中心的形成,这就像是B细胞的一种军事特种作战营,开始磨砺自己一旦发现入侵者就靶定它们的能力。”

生发中心的存在是一种迹象,表明在适当的情况下,这些细胞仍然能对入侵者发起攻击。

Goodnow教授说:“我们认为,B细胞的大规模封锁,是免疫系统避免其防线漏洞的方式,所以它已经准备好应对任何可能的入侵。如果每个能够产生抗体的B细胞被去除,而不是保持锁定,我们会严重限制免疫系统能识别的外来入侵者的数量。通过锁定B细胞,并使它们保持存活,IgD在‘防御侵略者’和‘避免对人体自身组织的免疫攻击’之间,取得了一个微妙的平衡。”

这些研究结果对Goodnow教授本人也有重要的意义,他在上世纪80年代末首次描述了小鼠中存在一个无变应性的、反应迟钝的自身反应性B细胞群。他说:“这些被锁定的细胞,在某种程度上对我们是神秘的,现在,我们可以非常清楚地确定,在这群细胞里发生了什么,这是一件不寻常的事。”

这些研究结果对于人类的免疫系统提供了一个深入的新了解,并有可能帮助癌症研究人员了解B细胞如何打破他们的“停滞模式”,以及在白血病和淋巴瘤的常见形式中增殖。

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