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T细胞在人体免疫系统中发挥着关键作用。它们能够非常准确地区分病变或外源组织和自身的健康组织;它们还能激活必要的反应,对抗不利因素。T细胞免疫反应复杂多样,我们对各个步骤也并未完全了解。
来自维尔兹堡和美因兹大学的科学家如今发现了免疫反应的新细节。研究表明,基因发生的微小点突变,会修饰T细胞,降低T细胞的攻击性。这可能是干细胞移植后的一个优势,其中包括T细胞输送,能控制许多严重的副作用,有利于缓解病情。研究人员把他们的研究结果发表在《实验医学杂志》(Journal of Experimental Medicine)。维尔兹堡大学病理学研究所的“分子与细胞免疫学”研究组的负责人——Friederike Berberich-Siebelt博士领导了这项研究。
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T细胞可检测外源或变异的组织,例如感染或癌变的组织,此时的识别通常依赖T细胞表面的受体。这些T细胞受体随即向胞内发送信号,启动反应。第一步,受体激活了一个特定的转录因子家族——学术上称为NFAT(nuclear factor of activated T-cells),意为活化T细胞核因子。随后,NFAT结合细胞核中的DNA,并激活细胞因子的生成,如白细胞介素-2。
NFAT是一个多成员的蛋白家族,它们的功能可能重叠,也可能完全不同。但事实不止于此:就像细胞中的其他蛋白质一样,它们在合成后仍可被修饰,以定值其功能。最近发表的研究致力于弄清楚“家庭成员”NFATc1的一种特殊修饰,又称类泛素化修饰(sumoylation)。
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Friederike Berberich-Siebelt解释道:“类泛素化在不同的细胞生理活动中发挥作用,如核转运、程序化的细胞死亡或抗病毒机制。” 在癌症和疱疹病毒感染等疾病中,也观察到类泛素化缺陷。
在最新发表的研究中,科学家研究了实验动物,后者具有两个微不足道的NFATc1基因点突变,然而它们却阻止了类泛素化的发生。这不一定对机体不利。Berberich-Siebelt解释道:“实验动物的后代很健康。修饰后的NFATc1甚至介导了特定的信号,减少了多发性硬化症的临床症状,至少对实验动物是这样。”若将携带该突变的T细胞用于干细胞移植,那么T细胞的攻击性将降低,对受捐者组织的攻击也少于“正常”的T细胞。
这种效应是由于在分子水平的免疫反应开始时白介素-2的增加。此次的研究显示,白介素-2抑制炎症T细胞亚型的分化,同时协助名为调节T细胞的细胞发挥功能。至关重要的是,该研究很有可能对未来的干细胞移植(包括T细胞输送)产生影响。Berberich-Siebelt表示,若使用NFATc1未类泛素化的T细胞,有望阻止严重副反应的发生,使该点突变成为“小修饰大作用”。
为了更细致地研究这一问题,Berberich-Siebelt和团队将继续研究治疗应用的可能性,并基于由德国研究基金会(DFG)资助的协作研究中心/Transregio的框架——“异基因干细胞移植后移植物抗宿主和移植物抗白血病免疫反应的控制”。研究人员说:“我们想要弄清楚,CRISPR/Cas9基因编辑是否能用于人类的T细胞,使其在造血干细胞移植中表现出恰到好处的活性。”
但新的研究发现与治疗应用的潜在后果无关。Berberich-Siebelt认为新发表的结果“振奋人心”,她说:“我们对研究细胞的精细调节感兴趣,例如T细胞受体信号传导和NFAT家族成员及其亚型在此背景下的功能。”毕竟,科学家没有像研究中经常出现的那样——必须关闭或过度激活一个基因。相反,两个实际上无害的点突变和微妙的直接反应足以导致最终的转变,从炎症、自身免疫和排斥到耐受。免疫反应开始时,一个小小的转变就足以完成一切。
翻译:陈振翀
审校:巢栩嘉
引进来源:维尔兹堡大学
本文来自:中国数字科技馆
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