寄生蠕虫提供了关键免疫调节器的双重特性中缺失的一环
De'Broski Herbert有一个哲学,引导了他的职业生涯,从研究蠕虫或寄生虫蠕虫,以及他们与宿主的免疫系统的互动:“跟随蠕虫”。
“自成立以来,我的实验室的咒语是这样的寄生虫蠕虫以非常有趣的方式操纵他们的主持人来维持他们的生存,“宾夕法尼亚兽医学院的病理学副教授Herbert说。”SARS-COV-2并不关心那么长,因为它是如此传播容易地。蠕虫不容易蔓延,所以他们必须弄清楚如何坚持。“
该重点揭示了对免疫信号分子,细胞因子IL-33的关键洞察力,这不仅重要,而且在寄生虫感染中重要,但在其他健康状况(例如哮喘,肥胖和湿疹)中。在发表的新研究中科学免疫学,赫伯特和同事制作了洞察力,解释了IL-33如何帮助捍卫身体对抗寄生虫感染,而且还抑制了疾病的慢性炎症免疫系统被激活不恰当并导致有害的病理学。关键发现是IL-33的活动取决于哪种细胞类型正在释放它。
赫伯特说:“自从两项大型基因组关联研究表明IL-33及其受体与哮喘发病机制有关以来,许多人都对IL-33感兴趣。”“其他研究人员已经在感染和大脑发育的背景下研究了它。每个人都知道这种蛋白质在细胞核中,但没有人知道它是如何走出细胞完成所有这些事情的。
“我很兴奋这项工作,因为我们不仅在没有人期待的细胞类型中发现这种细胞因子,而且我们还提出了一种没有人期望如何出来的机制。”
IL-33一直是免疫学家关注的主要焦点,即2型免疫反应,通常与寄生虫感染或哮喘和过敏有关。在寄生虫方面,研究人员知道IL-33在某种程度上“唤醒”了免疫系统,使之能够抵御蠕虫感染的存在。在一个鼠标模型在美国,IL-33缺失的动物比IL-33完整的动物维持蠕虫感染的时间长得多。
为了找出释放IL-33信号分子的细胞类型是否重要,Herbert和他的同事使用了一种特殊的小鼠模型,其中只有髓样抗原呈递细胞(免疫细胞),或上皮细胞(那些排列在粘膜表面的细胞),未能释放IL-33。
“肯定是,我们发现当缺乏骨髓源性IL-33的动物经历了钩虫感染时,他们迅速消除了那些钩虫,”赫伯特说。然而,在上皮细胞中缺乏IL-33的小鼠无法容易清除感染。在另一个啮齿动物模型中,这是蛔虫的同样的结果感染。
树突状细胞,一种髓样抗原呈递细胞,产生IL-33,进一步的实验表明,这些细胞产生的细胞因子支持一种特定的调节性T细胞(treg),这种细胞“其全部目的是抑制免疫反应,”Herbert说。
现在了解树突细胞是支持Tregs的关键,研究人员希望了解树突细胞如何递送IL-33。团队从具有和没有IL-33的小鼠筛选的树突细胞,鉴定称为穿孔素-2的蛋白质,以抑制缺乏IL-33的骨髓细胞的表达。
穿孔素-2,顾名思义,形成一个跨越细胞膜的孔,就像山坡上的一个隧道,允许蛋白质进出。这一发现对研究人员来说完全有意义,为树突状细胞如何促进IL-33释放到组织中与treg相互作用提供了解释。当Herbert和他的同事通过实验从树突细胞,他们看到随后缺乏Treg的增长。
为了将动物模型和实验室器皿中的发现与人类联系起来,该团队使用了来自宾夕法尼亚大学耳鼻喉科医生诺姆·科恩(Noam Cohen)的患者样本。他们发现穿孔素-2在细胞从慢性鼻-鼻窦炎患者的息肉摘除,表明该发现的重要性延伸到人类健康。
这项研究为免疫学领域更多的转译工作铺平了道路——这要感谢蠕虫。“这是一种缺失的环节,”赫伯特说。“这为理解这种细胞因子如何参与肥胖、炎症性肠病、克罗恩病、哮喘和发育开辟了一个全新的方向。”
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