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30多年谜题被揭开!美科学家破解免疫细胞如何释放IL-1

2017/11/30 来源:生物探索
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导读
日前,来自美国波士顿儿童医院的科学家们在最新发表的一篇论文中,破解了免疫学领域存在了30多年的一大谜题:IL-1究竟是如何被免疫细胞释放出来的?

11月28日,最新发表于Cell子刊Immunity上的这项研究,首次鉴定出了能够使免疫细胞释放白介素-1(interleukin-1,IL-1)的分子。

Dead macrophages (stained blue) don't make good infection fighters, unlike their living kin (green). It turns out macrophages don't need to die in order to release IL-1. Credit: Charles Evavold, Boston Children's Hospital(视频地址:https://v.qq.com/x/page/f0511i9ik1v.html)

IL-1于1984年被科学家们首次提出,是细胞因子中非常强大的成员。很多现在被广泛使用的抗炎药物是通过阻断IL-1来治疗类风湿关节炎、系统性炎性疾病、痛风和动脉粥样硬化等疾病。然而直到现在,没有人知道IL-1是如何被我们的免疫细胞释放出来的。

这项新研究的通讯作者Jonathan Kagan博士说:“大多数蛋白质都有一个分泌信号,让它们离开细胞。然而,IL-1并没有这种信号。此前,许多研究者认为,IL-1是从死细胞中被动释放出来的。


图片来源:Nature

去年7月,同样来自波士顿儿童医院的一个科学家小组在Nature杂志上发表的一项研究称,一种被称为gasdermin D的蛋白质通过形成小孔在被感染细胞的细胞膜上穿孔。这一过程释放了IL-1和其它细胞因子,但是也会通过一种被称为“细胞焦亡”(pyroptosis)的炎性细胞死亡程序杀死细胞。


图片来源:Immunity

在这一新研究中,Kagan博士等发现了gasdermin D的新功能——使IL-1从活的免疫细胞中释放出来。

Kagan博士认为,“免疫细胞通过牺牲自己来释放IL-1”这一想法从来都不是正确的。因为,免疫细胞需要活着,来执行它们其它的任务,如,刺激记忆T细胞的形成。


图片来源:Science

早在去年4月,Kagan带领的研究小组就在Science杂志上发表了一项重要成果,报道了IL-1能够从活的树突状细胞免疫细胞的一种)中释放出来。研究称,树突状细胞能够进入一种超激活状态(hyperactivated state)。在这种状态下,它们能够释放IL-1,增强它们恢复记忆T细胞的能力。但是,IL-1究竟是如何被释放出来的这一问题依然没有得到解决。


These living macrophages release IL-1, ingesting fungi (stained red) all the while. The bright green spots are inflammasomes, large protein complexes that detect danger signals and stimulate gasdermin D to form pores allowing IL-1 to pass through. Credit: Charles Evavold, Boston Children's Hospital(视频地址:https://v.qq.com/x/page/b0511dx0gjq.html)

在这项新研究中,Kagan等终于有了新进展。他们发现,在超激活状态下的巨噬细胞(一种免疫细胞)中,gasdermin会形成足够大的孔隙,让IL-1通过,且这个孔不足以杀死巨噬细胞。


"For strong vaccination, you need to activate memory T cells, so you need a way to release IL-1 from living cells," says Kagan.(图片来源:Kagan LAB)

目前一些科学家团队正在开发gasdermin D抑制剂用于对抗炎症相关的疾病和败血症。而Kagan博士的研究小组选择了另一个不同的方向。接下来,他们将进一步调查,gasdermin D能否成为刺激IL-1从活的免疫细胞中释放的靶点,从而产生更有效、更长久的疫苗。

参考资料:

How do cells release IL-1? After three decades, now we know

The Pore-Forming Protein Gasdermin D Regulates Interleukin-1 Secretion from Living Macrophages

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