Cell:挑战常规!先天性免疫系统经训练后随时准备应对未来的危险

2018-01-16 佚名 “细胞”微信号

当你接种抵抗脊髓灰质炎或流感等疾病的疫苗时,你的免疫系统会加速抵御这种特定的感染。但是,如果你感染了水痘病毒,或者甚至感染了一种略微不同的流感病毒毒株,那么你的运气就不好了。这是因为传统的疫苗努力激活适应性免疫系统。适应性免疫系统的功能主要由高度特异性的靶向特定威胁的T细胞和B细胞执行。

当你接种抵抗脊髓灰质炎或流感等疾病的疫苗时,你的免疫系统会加速抵御这种特定的感染。但是,如果你感染了水痘病毒,或者甚至感染了一种略微不同的流感病毒毒株,那么你的运气就不好了。这是因为传统的疫苗努力激活适应性免疫系统。适应性免疫系统的功能主要由高度特异性的靶向特定威胁的T细胞和B细胞执行。

但是如果存在一种较为常规的疫苗,那么这是否能够操纵免疫系统来抵抗包括感染和化疗在内的各种威胁呢?在一项新的研究中,来自美国宾夕法尼亚大学的研究人员与一个国际团队合作,展示了通常对体内检测到的威胁作出反应的先天性免疫系统如何经训练后“记住”过去的威胁并对未来的挑战作出更强有力的反应。相关研究结果发表在2018年1月11日的Cell期刊上,论文标题为“Modulation of Myelopoiesis Progenitors Is an Integral Component of Trained Immunity”。论文通信作者是德国德累斯顿技术大学的Triantafyllos Chavakis。其他的论文共同作者包括宾夕法尼亚大学牙医学院微生物学系的George Hajishengallis教授和德国波恩大学的Mihai G. Netea。

这些研究人员证实,这种由源自真菌的化合物β-葡聚糖等介导的先天免疫训练是在骨髓中发生的。这些发现指出在出现较高的感染风险的情况之前,或者在接受化疗来避免中性粒细胞减少---免疫系统的中性粒细胞耗减---之前,人们可能增加自己的免疫系统。

宾夕法尼亚大学牙医学院微生物学系的George Hajishengallis教授说,“在化疗前服用β-葡聚糖将会是一个很好的应用,而且在感染的情况下,β-葡聚糖会激活你的先天性免疫系统,这样它随时准备着对感染作出更快的和更强的反应。”

在此之前,免疫学领域的流行观点是适应性免疫系统具有记忆力,这就是为什么即便在接种几年后,疫苗仍然是有效的,但是先天性免疫系统则不会。然而,在过去的几年里,由Netea和其他人开展的的一些研究对这个观点提出了挑战,它们表明通过接受各种刺激物(如β-葡聚糖,即一种在真菌中发现的糖分子)激发,先天性免疫系统能够经这种训练后作出强健的反应。对先天性免疫训练的这些初始研究提示着这种效应是由成熟的髓细胞(中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞等)发生的表观遗传变化介导的。但是,鉴于这些成熟的骨髓细胞仅存活一两天的时间,而这种训练效果能够持续数月的时间,因此Hajishengallis、Chavakis、Netea及其同事知道必定存在某种其他的机制在发挥作用。

他们的猜测是,这些变化定会在某种程度上影响骨髓,即造血干细胞(HSC)---特别是那些作为骨髓细胞前体(myeloid cell precusor)的那些HSC ---所在的部位。为了验证这个预测,他们给小鼠单次注射β-葡聚糖,发现它们的HSC在一天之内增殖了。

Hajishengallis说,“但这不是随机增殖。存在髓细胞生成(myelopoesis)---骨髓前体细胞的生成---的倾向。”

重要的是,他们证实HSC发生的这些变化是持久的。当他们将来自4周前接受β-葡聚糖或对照注射的小鼠的HSC移植到缺乏HSC的小鼠中时,他们发现这些接受β-葡聚糖注射组小鼠HSC移植的小鼠产生更多的髓细胞谱系。

为了观察这种骨髓细胞增殖是否具有保护作用,这些研究人员让接受β-葡聚糖注射的小鼠或者对照小鼠接触一种模拟细菌感染的物质。他们发现,相比于对照组小鼠,β-葡聚糖注射组小鼠的骨髓细胞产量更高,而且它们的HSC具有更少的DNA损伤。

在化疗后接受β-葡聚糖激发也具有有益的影响。虽然化疗药物能够耗减关键的免疫细胞,但是这些研究人员发现,在接受两种常见的化疗药物治疗后,β-葡聚糖激发导致小鼠具有更多的白细胞,而且这些小鼠的寿命也长于那些接受对照注射的小鼠。

Chavakis说,“我们的发现可能对化疗相关的白细胞减少具有重要的治疗意义。”

这些结果确实伴随着注意事项。这些研究人员指出,尽管具有抵抗感染和化疗的保护作用,但是有理由对先天性免疫训练持谨慎态度。加强先天性免疫系统可能导致过多的炎症信号,从而导致诸如组织损伤或自身免疫疾病之类的问题。

Hajishengallis说,“所有接受β-葡聚糖注射的小鼠开始时都是健康的,而且它们的免疫系统都被激活了。我们并不知道的是,如果这些小鼠已患有慢性疾病或年龄较大,会发生什么情况。它们的免疫系统可能作好准备对感知到的危险做出过度的反应,并使慢性炎症恶化。”

这些研究人员计划沿着好几条途径跟进他们的研究,包括在老化情形下研究先天性免疫系统训练,观察它如何影响包括牙周炎在内的各种疾病的进展。

原始出处:

Mitroulis I,et al.,Modulation of Myelopoiesis Progenitors Is an Integral Component of Trained Immunity.Cell. 2018 Jan 11;172(1-2):147-161.e12.

作者:佚名



版权声明:
本网站所有注明“来源:梅斯医学”或“来源:MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (24)
#插入话题

相关资讯

Cell Immunity: 炎症小体的激活降低了机体抗DNA病毒感染的能力

炎症小体的激活降低了机体抗DNA病毒感染的能力

Nature Immunology:microRNA有望加入anti-PD-1疗法,提高T细胞活性

研究人员还发现miR-31丢失的老鼠在感染LCMV后, 体内CD8+T细胞的抑制受体比如PD-1的表达量都下降。CD8+T细胞的数量及针对LCMV的特异性CD8+T细胞也得到富集。这一结果暗示,未来有可能针对miR-31,通过抑制其功能达到抑制PD-1信号的作用,从而产生更多的针对肿瘤细胞特定的CD8+T细胞,改善免疫治疗的疗效。这一研究证明了miR-31为T细胞耗竭的重要调节因子。

Nat Commun:登革热感染究竟会不会增强寨卡病毒的发病?

这项研究的结果显示,与之前没有感染过黄热病毒的猕猴相比,感染过登革热病毒的猕猴能够更快的清除血液中寨卡病毒的数量,暗示曾经登革热病毒的感染可能导致免疫反应的变化缩短清除病毒的时间,但是并不会导致寨卡病毒的发病机制的增强。但是值得注意的是,这项研究的结果与今年稍早时间的一项报导的结果存在争议。在另一项研究中,登革热的感染所产生的抗体会促进寨卡病毒的发病机制(请参考梅斯医学的之前报导)。

如何区分细菌感染与病毒感染?

细菌感染和病毒感染的临床本质和治疗方法都不同,因此对于怀疑感染的患者首先要做的就是鉴别感染的病原体。但如何鉴别这一问题其实至今都尚无定论,那么是否存在准确且敏感的标志物?如何快速、简便地鉴别细菌感染与病毒感染呢?

Science丨曹雪涛组阐述病毒感染调控的新机制

日前,Science杂志在线刊登了第二军医大学医学免疫学国家重点实验室、中国工程院院士曹雪涛研究团队题为“An Interferon-independent lncRNA promotes viral replication by modulating cellular metabolism”的研究论文,报道了非编码RNA lncRNA-ACOD1通过结合细胞内代谢酶GOT2调控胞内代谢促进病毒逃

Mol Ther:对慢病毒感染性和外泌体分泌的影响

在此,研究者利用CD9过表达提高细胞外囊泡生产率。大多数人类细胞从它们的表面(微泡)或腔内内体衍生的膜(外泌体)分泌小囊泡。具体而言,四跨膜蛋白CD9的水平增加导致具有四种不同人类细胞系分泌的外泌体样特征的细胞外囊泡的数量显着增加。