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Cell揭示免疫调控新机制

2016.1.26

  免疫系统时常保持着警惕,以保护机体抵御来自外部的威胁——其中包括我们吃喝下的东西。当消化食物通过肠道时会呈现出一种小心的平衡状态。免疫细胞必须保持警觉以防御沙门氏菌一类的有害病原体,同时也必须适当控制它们的活性,因为过度反应可导致过分的炎症和永久性的组织损伤。

  由洛克菲勒大学粘液免疫学实验室主任、副教授Daniel Mucida领导的一项新研究,现在证实一些神经元发挥作用保护肠道组织避免了过度的炎症。发表在1月14日《细胞》(Cell)杂志上的研究结果,对于肠道易激综合征一类胃肠疾病的治疗具有重要的影响。

  Mucida与共同第一作者、博士后Ilana Gabanyi及研究生Paul Muller共同领导了这项研究。Mucida说:“我们的研究工作确定了神经元与免疫系统协同作用帮助肠道组织不会过度响应扰动的一种机制。”

  对立的反应

  在肠组织中存在着许多类型的免疫细胞,其中包括有不同的巨噬细胞群体。肠粘膜固有层巨噬细胞非常靠近肠管内壁,而肌层巨噬细胞则位于更深的组织层中,远离通过肠道的食物。

  利用Marc Tessier-Lavigne的脑发育与修复实验室开发出的一种可三维观测细胞结构的成像技术,研究人员深入地探究了这两个细胞群之间的差异。除了细胞外观及移动方式的差别,他们还注意到了被巨噬细胞围住的肠道神经元。

  当Mucida和同事们分析在两个巨噬细胞群中表达的一些基因时,他们发现肠粘膜固有层巨噬细胞倾向表达促炎症基因。与之相反,肌层巨噬细胞倾向表达抗炎基因,当发生肠道感染时会增强这一效应。

  Mucida说:“我们想知道诱导了对感染这种不同反应的信号来自何处。我们得出的结论是,其中一个主要的信号似乎来自一些神经元,这些出现在我们图像中的神经元几乎与肌层巨噬细胞紧紧抱在一起。”

  肠-脑轴是如何叫停炎症的

  在其他的实验中,科学家们发现肌层巨噬细胞表面携带着一些受体,使得它们能够响应神经元生成的一种信号物质——去甲肾上腺素(norepinephrine)。这种受体的存在表明,神经元借助于一种机制向免疫细胞发送信号制止了炎症。

  研究人员还观察发现,在感染后的1-2小时内肌层巨噬细胞被激活——如果是完全免疫性的,而非神经元介导,反应发生的速度会快得多。他们认为这些因为这些深埋的巨噬细胞接收到了来自神经元的信号,即便它们没有直接接触病原体,也能够快速响应感染。

  Mucida说:“我们现在能够更好地描绘出,肠道中的神经元与巨噬细胞之间的通信帮助阻止来自炎症的潜在损伤的机制。严重的感染可以破坏这一信号通路,导致了肠道易激综合征一类疾病中看到的组织损伤和永久性胃肠改变。在未来可以利用这些研究发现开发出针对这些疾病的治疗方法。”

  炎症反应是一把“双刃剑”。适当的炎症反应能够清除病原体,而过度的炎症反应可能导致器官功能紊乱、衰竭、甚至死亡。因此,阐明精确的调控机制和信号通路是解决许多炎症相关疾病的关键所在。

  2015年4月,厦门大学生命科学学院的吴乔教授与林天伟教授实验室在Nature Chemical Biology杂志发表研究论文,阐明了一条核孤儿受体Nur77通过p38-NF-κB信号通路参与炎症反应调控的新途径,为新的抗炎药物筛选提供了新的靶标和理论基础。

  2015年2月,国际免疫学学术期刊Nature Immunology 在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所周兆才研究组与王琛组合作的最新成果。在该项工作中,研究人员发现了MST4激酶在天然免疫中直接磷酸化TRAF6,影响其寡聚与泛素化活性,从而调控TLR信号通路的功能与机制。

  2015年11月,来自武汉大学的研究人员证实,TRIM38通过两个循序且不同的机制负向调控了TLR3/4介导的天然免疫和炎症反应。这一研究发现发布在《The Journal of Immunology》杂志上。

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