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微生物控制免疫系统的健康

微生物控制免疫系统的健康

来自柏林医疗大学(Charite - Universitatsmedizin Berlin)、柏林卫生研究所(Berlin Institute of Health, BIH)和柏林德国风湿病研究中心(German风湿病研究中心DRFZ)的研究人员,与美因茨、伯尔尼、汉诺威和波恩的同事一起,展示了微生物如何帮助免疫系统对病原体做出反应。如果没有微生物衍生的信号,相关的介质就不会被释放,导致某些免疫细胞的代谢过程无法被激活。根据发表在《细胞》杂志上的研究报告,这使得相关细胞没有必要的燃料来启动免疫反应。

人体的上皮组织位于环境界面,是病原体入侵的潜在通道。这些组织也被称为微生物群落的细菌、病毒、真菌和寄生虫的复杂群落自然地定植。很可能,在进化过程中,与这些微生物的永久相互作用导致了保护身体的强大信号通路的发展。Charite的微生物学、传染病和免疫学研究所(Institute of Microbiology, Infectious Diseases and Immunology)所长安德烈亚斯·迪芬巴赫(Andreas Diefenbach)教授领导的一个研究小组,一直在研究微生物组在人体针对有害病原体的免疫反应中的作用,以及由此对信号通路产生的影响。

感染的存在会触发身体的免疫反应。传统的树突状细胞(CDCs)在这一过程中起着关键作用。它们构成人体固有免疫系统的一部分,并携带一系列模式识别受体,使它们能够快速发现入侵的病原体。细胞的初始反应包括释放细胞因子,即吸引免疫细胞到感染部位的信号蛋白。与此同时,这些细胞也通过吞噬作用来吞噬和消化侵入性病原体,然后在细胞表面以抗原的形式呈现单个颗粒。这进而导致T细胞的激活,T细胞是适应性免疫系统的一部分,并导致靶向免疫反应。相反,当CDCs提供内源性抗原触发T细胞激活时,会导致错误的和不良的免疫反应,并导致自身免疫性疾病。

由迪芬巴赫教授领导的研究小组发现,在无菌条件下,CDCs不能触发免疫反应(即免疫缺陷)。,在无菌小鼠中)。研究人员得出结论,CDCs必须在细胞处于基本状态时接收信息,这种状态的特征是没有感染,而这些信息必须来自于微生物组。这些微生物源信号为CDCs对病原体的未来反应提供了基础。

迪芬巴赫教授说:“我们想了解微生物群对疾病预防控制中心功能的持续影响的本质。”“在这项研究中,我们能够表明,在它们的基础状态下,这些特殊的免疫细胞受到I型干扰素(IFN-I)不间断的微生物控制信号的影响。”

干扰素是细胞因子,是一种特殊的信号分子,已知在抗病毒活性中发挥作用。“到目前为止,我们对IFN-I在基础状态中的作用知之甚少。在基础状态下不接受这种IFN-I信号的CDCs不能完成它们作为身体对抗病原体的一部分所执行的生理功能,”这位微生物学家说。研究结果表明,微生物控制着免疫系统的健康。它通过使免疫系统处于“准备就绪”状态来发挥这种控制作用,以加速对病原体的反应。

研究人员使用不同的动物模型来深入了解微生物控制的IFN-I在未来战斗中启动基态CDCs的方式。通过测序技术,研究人员能够比较来自无菌动物和对照组动物以及IFN-I受体缺陷动物的CDCs的表观基因组和转录组。研究人员想知道当CDCs不再暴露于IFN-I时在分子水平上发生了什么。

在描述研究人员的观察结果时,该研究的第一作者Laura Schaupp说,“有趣的是,当我们观察无菌动物和那些没有IFN-I信号的动物的CDCs时,我们能够观察到参与线粒体呼吸链的基因的低水平表达。进一步的分析表明,来自无菌动物的CDCs的细胞代谢是不正常的,使它们无法启动免疫反应。这些细胞实际上缺乏对病原体做出反应所需的燃料。”这表明微生物组对CDCs的功能起着至关重要的作用。它似乎对CDCs对细菌或病毒感染(包括T细胞介导的反应)产生有效反应的能力至关重要。

研究人员的发现可能有助于开发新的治疗方法。许多自身免疫性疾病,如系统性红斑狼疮,都是由IFN-I的增加引起的。其他研究表明,微生物组影响检查点抑制剂在癌症免疫治疗中的有效性。迪芬巴赫教授说:“这些现象将继续引起我们的极大兴趣。”“例如,有没有可能改变微生物组的组成,从而减少IFN-I的可用性,从而对自身免疫性疾病产生积极影响?”或者有可能通过对IFN-I产生的积极影响来提高对癌症免疫治疗的反应吗?”研究小组现在计划进行进一步的研究来探索这些问题。

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