Science:提醒NF |
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2021年7月13日讯/BIOON/---在一项新的研讨中,来自美国加州年夜学洛杉矶分校的研讨职员申报,身材的免疫细胞人造地抵制病毒、和其他入侵者,但它们也可以经重编程或“训练”后对这种威逼作出更踊跃和无效的反馈。他们鉴定出巨噬细胞(后天免疫体系中抵制感化的免疫细胞)中的一个症结分子机制,它决议了这些细胞是否可以被训练以及训练的水平。他们的发现能够有助于为在将来开辟加强免疫体系功效的针对性战略摊平路途。相关研讨成果近期颁发在Science期刊上,论文题目为“NF-κB dynamics determine the stimulus specificity of epigenomic reprogramming in macrophages”。
论文独特第一作者、加州年夜学洛杉矶分校年夜卫-格芬医学院沾染病助理临床传授Quen Cheng说,“就像士兵或活动员一样,后天免疫细胞可以通过过来的教训进行训练,使其更好地对立感化。然而,他指出,他们曩昔曾察看到,一些阅历仿佛比其他阅历更无利于免疫训练。这一令人诧异的发现匆匆使咱们更好地相识摆布这一进程的规定。”
免疫训练是否产生取决于细胞的DNA是若何被包裹的。例如,在人类细胞中,超过6英尺的DNA必需装入细胞核,而细胞核十分小,肉眼无奈看到。为了完成这一豪举,DNA被牢牢地包裹在染色体中。
论文通信作者、加州年夜学洛杉矶分校托马斯-M-阿舍尔微生物学传授、定量与盘算生物迷信研讨所所长Alexander Hoffmann说,只有DNA的选定区域是裸露和可拜访的,并且只有这些可拜访的区域中的基因可能做出反馈并对立感化。
然而,通过向巨噬细胞引入外来刺激(例如,来自微生物或病原体的物资,就像疫苗中的那样),先前慎密包裹的DNA区域可以被解开。Hoffmann说,这种解开裸露了新的基因,这些基因将使巨噬细胞可能作出更踊跃的反馈,本质上是训练它对立下一次感化。
这项新的研讨显示,巨噬细胞中一种名为NFκB的症结免疫旌旗灯号分子的准确能源学决议了这种解开和基因裸露是否产生。此外,这些作者报道,NFκB自身的动静活性是由引入巨噬细胞的细胞外刺激的准确类型决议的。
Cheng说,“紧张的是,咱们的研讨标明,后天免疫细胞可以被训练成只在某些刺激而不是其他刺激下变得更具攻打性。这种特同性对人类安康至关紧张,由于恰当的训练对无效对立感化很紧张,但不恰当的训练能够招致过多的炎症和反馈,这能够会形成严重侵害。”
在这张显微视频图像中,迷信家们追踪了细胞内NFκB对刺激的反馈,图片来自Brooks Taylor/UCLA。
NFκB帮忙免疫细胞辨认传入的威逼。当免疫细胞上的受体检测到威逼性的内部刺激时,它们会激活细胞内的NFκB分子。NFκB的能源学---它在一段光阴内的行动---造成了一品种似于摩尔斯电码(Morse code)的语言,它通过这种语言向DNA传播内部威逼的身份,并奉告它哪些基因要筹备战役。
NFκB用来奉告DNA解开的这种电码的详细“单词”取决于NFκB在遇到刺激后8小时或更永劫间内是振荡的照样稳定的。振荡的NFκB在巨噬细胞的细胞核中积累,然后挪动到细胞质中,然后轮回地前往细胞核,很像一个摆动的钟摆。非振荡或稳定的NFκB会进入细胞核并在那边停留数小时。
应用先进的显微镜,这些作者跟踪了源自安康小鼠骨髓的巨噬细胞中NFκB的活性,追踪该分子的能源学在应答几种分歧的刺激时若何变动。他们发现,只有当刺激诱发非振荡的NFκB活性时,NFκB能力胜利地训练巨噬细胞---解开DNA并裸露出新的抗感化基因。
Cheng说,“恒久以来,咱们凭直觉晓得NFκB是否振荡一定很紧张,但便是无奈弄分明若何振荡。这些成果关于懂得免疫细胞的语言是一个真正的突破,晓得这种语言将帮忙咱们‘破解’这一体系以便改善免疫功效。”
Hoffmann说,这些作者还可能用一种数学模子模拟这个训练进程,他们搜集到的预测性懂得能够许可将来对免疫训练进行准确的针对性改革。对免疫调理体系进行数学建模是他的试验室的一个症结目的,以便在精准医疗中进行预测性模拟。
Hoffmann和Cheng预计这项研讨将激起普遍的额定研讨,包含查询拜访由训练欠妥的免疫细胞惹起的人类疾病,优化免疫训练以对立感化的战略,以及弥补现有疫苗接种的办法。(100医药网 100yiyao.com)
参考材料:
Quen J. Cheng et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abc0269.
NagarajanNandagopal et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abj2040.
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