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《Nature》两篇连发免疫学重大发现!

2017.12.18

  记忆T淋巴细胞的名字源于它能够使免疫系统获得免疫记忆——帮助机体获得机体内发生过的感染或接种过的疫苗的相关记忆。但是为了成为记忆T细胞,这些细胞会随着时间的推移而退化,并逐步退出免疫步兵行列。

  这个突破是在12月13日《Nature》上刊载的两篇文章中发现的。文章的结果在免疫学界引发了一场关于记忆T细胞发育对开发疫苗的潜在影响方面的争论。

  记忆T细胞(CD8+)能够杀死被病毒感染的或不具有自身免疫标志物的细胞。它区别于未感染的自然杀伤细胞的关键点在于它产生免疫的速度,记忆T细胞(CD8+)能够在几分钟到几小时内快速产生免疫。Rafi Ahmed博士作为艾莫利疫苗中心的主任以及篇论文的第一作者,他指出:他在一项新的研究解释了T细胞(CD8+)如何做到这一点——即T细胞(CD8+)在首次感染后留下了免疫记忆基因,这些基因使它们即使在初次免疫几年后也能够立即做出免疫应答。

  Rafi Ahmed博士说:“当它们成为记忆T细胞后,它们实际上是去分化状态——或者说,它们返老还童了,而这也是我们都梦寐以求的。”

  Ahmed和他的团队通过追踪记忆T细胞(CD8+)中的基因表达模式及DNA甲基化并将这些记忆T细胞(CD8+)与正常T细胞(CD8+)及效应细胞对比获得实验结果。

   “我们可以看到,记忆T细胞(CD8+)不会忘记它们的出处。”Ahmed,这个乔治亚州研究联盟的杰出学者继续说道:“记忆T细胞(CD8+)CD8细胞介于正常T细胞与效应T细胞之间。”

  其中一篇论文的研究对象是一种常用的病毒感染的老鼠,另一篇文章则观察了接种了黄热病疫苗志愿者的免疫细胞。前一篇论文的第一作者是Ben Youngblood博士,现在就职于圣裘德儿童研究医院。

  后一篇论文的第一作者是Rama S. Akondy博士,他是埃默里大学医学院的微生物学和免疫学助理教授,他的论文实验使用重水标记法跟踪免疫细胞。

   这项重水研究是与埃默里疫苗中心的希望诊所和Marc Hellerstein的实验室进行合作的,Marc是加州大学伯克利分校的营养科学和毒理学部的博士。

   免疫学界内常在争论,在体内可以存活几十年的记忆T细胞是否由效应细胞产生,是否大量记忆T细胞都在免疫反应中死亡,还是它们在母细胞分化成子细胞时便凋亡了。为了解决这个问题,研究人员观察到那些在母细胞中表达且在效应细胞中不表达的基因在记忆细胞中再次表达。l-sel胶质的基因就是个例子,L-sel是免疫细胞重回淋巴结所需的一种粘附分子。

   埃默里大学的科学家发现,记忆前体细胞可通过去甲基化重新表达基因,比如l-sel胶质基因。此外,他们还发现,DNA甲基化酶可抑制记忆T细胞发育。DNA甲基化能够通过表观遗传修饰从而控制基因表达。

   重水标记法是科学家们常用来追踪细胞分裂的频率的技术;在细胞分裂过程中,氘被整合到每一个新合成的DNA或蛋白质中。重水在上世纪30年代开始就被用于临床研究,不具有放射性。

   Akondy说,他们用重水标记了接受黄热病疫苗的志愿者的效应T细胞(CD8+),发现即使在志愿者停止使用重水标签后,记忆细胞仍然保留着标记,这表明记忆细胞是由效应细胞分化而成的。研究人员发现,疫苗接种后的两周内,获得免疫的记忆T细胞分裂广泛,且在那之后几乎不再分裂。

   效应T细胞(CD8+)能够产生大量具有杀伤作用的颗粒酶B和穿孔素。科学家们观察到,在人类体内长期存活的记忆T细胞(CD8+)内不存在颗粒酶B和穿孔素,但并不意味着这些细胞内的相关基因完全不表达,事实上,这些基因随时准备表达。

  Akondy说:“我们认为,记忆T细胞(CD8+)通过效应期的转化保留其“表观遗传特性”。“效应基因保持未甲基化的状态,并准备重新激活。”

   Ahmed表示,以上研究不仅证实了记忆T细胞(CD8+)的产生,研究也表明,作为艾滋病病毒的主要宿主的记忆T细胞(CD4+)可能参与其中。他认为,了解CD4 T细胞的再激活途径或许能够帮助消除体内的艾滋病病毒。

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