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人體結構細胞可以控制免疫功能

免疫系統可以保護我們的身體免受病毒,細菌和其他病原體的不斷攻擊。這種保護大部分是由造血免疫細胞提供的,造血免疫細胞源自骨髓,專門用于抵抗病原體。它們包括巨噬細胞,可去除病原體;T細胞,殺死感染的病毒產生細胞;B細胞產生中和病原體的抗體。但是,免疫功能不僅限于這些“專家”,還有更多類型的細胞能夠感知何時被感染,并有助于抵抗病原體。

結構細胞提供了人體的重要組成部分,并在塑造組織和器官的結構中發揮重要作用。最值得注意的是,上皮細胞構成了皮膚的表面,同時也使組織和器官彼此分離。內皮細胞覆蓋所有血管的內部;成纖維細胞提供結締組織,使組織和器官保持形狀。盡管結構性細胞在自身免疫性疾病(如類風濕性關節炎和炎癥性腸病)和癌癥中已確立的作用,但它們通常被認為是人體的簡單且無趣的組成部分。在這項新研究中,Thomas Krausgruber,Nikolaus Fortelny和CeMM Christoph Bock實驗室的同事們致力于通過尋求系統的,

為此,CeMM研究人員建立了結構細胞中免疫基因活性的全面目錄,將高通量測序技術(RNA-seq,ATAC-seq,ChIPmentation)應用于三種類型的結構細胞(上皮細胞,內皮細胞,成纖維細胞)健康小鼠的十二個不同器官。該數據集揭示了免疫基因在結構細胞中的廣泛表達以及基因調控的高度細胞類型特異性和器官特異性模式。生物信息學分析檢測到控制結構細胞與造血免疫細胞之間復雜相互作用網絡的基因,表明結構細胞通過其對病原體做出反應的潛在機制。

有趣的是,許多免疫基因表現出通常與高基因表達相關的表觀遺傳學特征,而從健康小鼠獲得的結構細胞中觀察到的表達低于基于表觀遺傳學特征的預期。因此,CeMM研究人員假設這些基因在需要表觀遺傳學預編程時可在需要其活性(例如響應病原體)時快速上調。為了驗證這一假設,他們利用自己在病毒免疫學和感染生物學方面的專業知識,與CeMM的Andreas Bergthaler實驗室合作。

當小鼠感染了觸發廣泛免疫反應的病毒(LCMV)時,表觀遺傳上準備激活的那些基因中的許多基因都被上調,并導致結構細胞響應病毒感染而顯示出轉錄變化。這些結果表明,結構細胞具有“表觀遺傳潛能”,該潛能可對其進行預編程以參與快速的免疫反應。作為另一項驗證,研究人員通過向小鼠體內注射細胞因子觸發了人工免疫反應,他們的確發現許多相同的基因均被上調。

這項新研究發現了結構細胞中免疫基因調節的驚人復雜性。這些結果表明,結構細胞不僅是人體必不可少的組成部分,而且還廣泛地抵抗了病原體。而且,所提供的數據構成了邁向理解“結構免疫”可能對免疫系統意味著什么的重要的第一步,并且可能有助于為涉及免疫系統的許多疾病中的某些疾病開發創新的療法。

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