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Cell子刊:新发现!人体存在“免疫时钟”

2019-01-31
跟人的生物钟一样,细胞免疫也遵循着一定的昼夜循环。

中性粒细胞的电子显微镜图像(黄色),本研究的主题。图片来源:CNIC

近日,心血管疾病研究中心(Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares,CNIC)研究人员证明了免疫时钟的存在——即通过一种叫做中性粒细胞的白细胞来调节免疫系统。研究结果发表在Immunity杂志上。

中性粒细胞是人体的主要防御线,但是它们的活动也会损害心血管系统的健康细胞。免疫时钟的工作就是在恰当的时间唤醒中性粒细胞,并在适当的时间消灭它。

论文第一作者Jose Maria Adrover解释说,中性粒细胞核和细胞膜上的一系列分子就像是一个“感光器”,对昼夜节律模式的明暗变化做出反应,并调节中性细胞粒的迁徙与定位。

与传统观念中人是世界的主体不同,微生物才是天地间真正的主人,它们无处不在,数以亿计。当然,我们身体中就有很多微生物,包括细菌、真菌和病毒。没有人能够逃离微生物而存活,我们别无选择,只能接受它们。但当某些微生物进入血液和器官,成为导致疾病和死亡的病原体时,这种“同居”关系就会破裂。免疫系统,特别是通过中性粒细胞的作用,有效地消除引起感染的微生物,确保人类和微生物的和平共处。当然这也是需要付出代价的,在免疫反应中经常会“伤及无辜”,不成比例地损害一些健康组织。

研究小组将基因技术和高分辨率显微镜成像技术结合,追踪了小鼠一天中中性粒细胞的行为。通过对心肌梗死、中风和感染的动物模的研究,该团队证明了免疫反应在一天的不同时间发生变化。该研究还证明了这种免疫时钟存在于人体中。研究发现,白天中性粒细胞在梗塞中造成更多伤害,但同时在消除病原体方面变得更有效。

 

如今,经济发达地区死于心血管损伤的人数是越来越多,并且绝大多数都发生在清晨。换句话说,它们具有昼夜交替的规律。鉴于心血管疾病,感染和免疫的昼夜节律模式重叠,研究小组研究了因果关系的可能性。如果消除小鼠中性粒细胞的“时钟”,感染和梗死的昼夜节律模式就会消失。因此,白天,中性粒细胞在梗死中造成了更大的损伤,但同时,在消灭病原体方面变得更有效。如果能够学会控制这种免疫时钟,就可以利用这种关联来改善患者的治疗方法。

由于世界范围内传染病和心血管疾病的高发,该项研究或具有广泛的临床意义。目前,该研究小组正在研究如何利用药物来操纵这种“免疫时钟”,从而根据每位患者的需要,诱导其产生昼夜免疫。


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