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Nature子刊挑战免疫学基础理论

2014.10.14

  我们免疫系统的警察在上岗之前,要在胸腺受到严格的培训。一项最新研究表明,之前关于这一过程的基础理论其实是错误的。相关论文发表在近期的Nature Communications杂志上。

  众所周知,干细胞会从骨髓跑到胸骨后面的胸腺去进修,以便成为两种类型的CD4 T细胞,一种负责攻击,一种负责维和。

  目前人们广泛接受的观点是,虽然这些干细胞来自同样的地方上的也是同一所学校,但它们在胸腺中接触到的“东西”却并不相同。这些细胞依据自己接触的“东西”,决定成为哪一种T细胞。

  这里的“东西”指的是配体,发育中的T细胞会在胸腺接触大量这样的片段。“这些配体就像我们的指纹,”文章的第一作者,Georgia Regents大学的Dr. Lucasz Wojciech说。

  然而研究人员发现,只接触一种配体,小鼠还是会生成两种T细胞。这说明配体并没有决定 T细胞发育成为什么类型,肯定还有其他的决定机制,这项研究的领导者Dr. Leszek Ignatowicz说。

  这一发现揭示了重要的免疫学信息,人们可以在此基础上开发疫苗,刺激胸腺生产更多患者需要的T细胞类型。举例来说,严重感染或癌症患者需要更多的效应细胞,而自身免疫疾病患者需要更多的调节性T细胞(比如关节炎和多发性硬化症)。“我们可以帮助机体进行有目的性的培训”Ignatowicz说。

  胸腺的培训过程绝对艰苦,大部分T细胞都无法走出胸腺。在毕业了的高才生中,约90-95%的T细胞成为了效应细胞,能够对入侵者(细菌、病毒和肿瘤)展开免疫应答。效应细胞可以一边在体内漫游,一边识别和攻击入侵者。这些细胞在胸腺里的时候,与配体的结合并不紧密,否则它们很容易对自身发起攻击。

  胸腺中与配体结合最紧密的T细胞,会成为调节性T细胞(或称Treg)。这些细胞虽然少但却非常必要,它们负责下调免疫应答,防止免疫对自身进行攻击。缺乏Treg的小鼠在出生后三周内就会死亡,如果不进行骨髓移植人类也会因为重要器官受损而死亡,Ignatowicz说。

  科学家们在这项研究中构建了两种小鼠,一种小鼠的胸腺只表达强结合的配体(有利于Treg的发育),另一种小鼠的胸腺只表达弱结合的配体(有利于效应细胞的发育)。结果这两种小鼠都生成了混合型T细胞,从这个角度看,配体亲和力对T细胞发育并没有起到多大的影响。

  不过,差异还是存在的。配体(以及之后的入侵者)通过受体激活T细胞。在配体结合弱的小鼠中,两种T细胞的受体存在许多重叠。然而在配体结合强的小鼠中,这样的重叠要少得多。“我们正在研究是什么导致了这样的差异,”Ignatowicz说。

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