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Science:調(diào)控免疫的時(shí)鐘
點(diǎn)擊次數(shù):739 發(fā)布時(shí)間:2013-11-9
來(lái)自加州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員報(bào)告稱,破壞小鼠的晝夜周期會(huì)提高它們對(duì)炎癥性疾病的易感性,證實(shí)機(jī)體的生物鐘控制了一個(gè)重要免疫系統(tǒng)的生成。
這項(xiàng)發(fā)表在11月8日《科學(xué)》(Science)雜志上的研究確定了一個(gè)從前未知的信號(hào)通路,證實(shí)機(jī)體生物鐘通過(guò)這一信號(hào)通路控制了IL-17生成CD4+輔助T細(xì)胞(TH17)這一重要炎癥細(xì)胞的數(shù)量。論文的資深作者、免疫學(xué)和微生物學(xué)教授、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所(HHMI)研究員Lora Hooper博士說(shuō),這項(xiàng)工作有可能促成一些新的方法來(lái)提高機(jī)體對(duì)于感染的免疫反應(yīng)或是抑制自身免疫疾病中的這類反應(yīng)。
論文的共同作者神經(jīng)科學(xué)教授、HHMI研究員Joseph Takahashi博士發(fā)現(xiàn)了一些小鼠和人類生物鐘基因,由此對(duì)動(dòng)物體內(nèi)一種保守的生物鐘機(jī)制進(jìn)行了描述。論文的主要作者是加州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究生學(xué)院免疫學(xué)學(xué)生Xiaofei Yu。
Hooper博士說(shuō):“幾乎所有地球上的生命形式每天24小時(shí)都在經(jīng)歷生理與行為改變,這一晝夜節(jié)律與自然光線的變化相一致。人類也不例外,我們?cè)S多的生理過(guò)程,例如飲食和睡覺(jué),在白天和黑夜之間差異顯著。這樣的過(guò)程受到統(tǒng)稱為‘生物鐘’的一組蛋白質(zhì)的控制,它們?cè)诿總€(gè)細(xì)胞中協(xié)同發(fā)揮功能,捕獲來(lái)自視覺(jué)和神經(jīng)系統(tǒng)的光信息,并利用這些信息來(lái)調(diào)控基因表達(dá)。”
盡管*生物鐘調(diào)控了代謝和覺(jué)醒周期,對(duì)于這一生物鐘是否也調(diào)控了機(jī)體免疫系統(tǒng)卻所知甚少。
利用一種小鼠模型,研究人員確定了一種叫做Nfil3的基因,其引導(dǎo)了TH17細(xì)胞的發(fā)育。TH17細(xì)胞通常在腸壁一類的粘膜表面巡邏,防止細(xì)菌和真菌感染。
“然而,如果TH17細(xì)胞的數(shù)量不能得到適當(dāng)控制,它們可以生成過(guò)多射向友軍的炮火,導(dǎo)致炎性腸病(IBD)一類的炎癥性疾病,IBD每年讓大約60萬(wàn)美國(guó)人飽受折磨,”Hooper說(shuō)。
“我們發(fā)現(xiàn)Nfil3通過(guò)控制T細(xì)胞中一種叫做Rorγt的蛋白的細(xì)胞供應(yīng),調(diào)控了細(xì)胞發(fā)育為TH17細(xì)胞。在小鼠體內(nèi),T細(xì)胞中的Rorγt蛋白量隨晝夜周期改變,中午的時(shí)候比午夜要高。這種波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致中午小鼠睡覺(jué)之時(shí)有更多的TH17細(xì)胞形成。”
小鼠是夜間活動(dòng),這意味著它們的覺(jué)醒時(shí)間與人類相反。
“當(dāng)我們破壞小鼠的正常晝夜光線周期,導(dǎo)致它們出現(xiàn)時(shí)差反應(yīng)時(shí),我們發(fā)現(xiàn)有太多的TH17細(xì)胞形成并累積于腸道中。因此,這些小鼠更容易罹患IBD樣疾病,原因是這些炎性TH17細(xì)胞過(guò)量導(dǎo)致了誤向自身開(kāi)火。改變TH17的豐度要求經(jīng)歷晝夜光線周期破壞的時(shí)間不止一天,”她說(shuō)。
Hooper博士認(rèn)為,現(xiàn)在說(shuō)同樣的事情是否發(fā)生于人體還為時(shí)過(guò)早,但值得去探究這種可能性。
研究人員指出,現(xiàn)代生活例如夜班工作或時(shí)差常常引起慢性晝夜節(jié)律破壞,其他一些研究表明這與人類炎癥性疾病有關(guān)聯(lián)。
“我們的研究結(jié)果表明,晝夜節(jié)律破壞的病理后果,有可能部分是由于生物鐘與調(diào)控促炎性免疫細(xì)胞發(fā)育的信號(hào)通路之間的直接相互作用所導(dǎo)致,”研究人員總結(jié)說(shuō)。