免疫系统训练营:免疫细胞如何学会辨别敌友
人体免疫系统是一种近乎完美的防御机制。它保护身体免受致病细菌、病毒和其他病原体的侵害。它能检测新生肿瘤并将其根除。它会清除受伤或感染部位的细胞碎片。
为了完成它无数的功能，免疫系统首先必须区分自身和非自身——这是一种非凡的选择能力，使它能够在不伤害身体组织的情况下检测并使有害物质失效。
如果免疫系统不能区分这一点，它就会错误地向身体发起攻击，导致自身免疫紊乱。
研究人员已经知道这种选择性能力的基本原理有一段时间了，但对免疫的确切程度却知之甚少细胞学会区分朋友和敌人仍然不太被理解。
现在，由哈佛医学院的研究人员领导的一项新研究发现了一种新机制，可以解释人体最强大的免疫部队——t细胞——如何学会区分自我和非自我。
这项研究主要在小鼠身上进行，于6月16日在网上发表细胞并将出现在7月7日的印刷版上。
研究表明，胸腺——T细胞诞生和训练的器官——通过将新生的免疫细胞暴露于胸腺细胞制造的蛋白质中来培养它们，这些蛋白质模仿了全身的各种组织。具体来说，这项研究表明，通过假设不同的身份，这些特化的胸腺细胞预告了成熟的T细胞一旦离开它们的原生细胞将会遇到的自我蛋白质胸腺．
哈佛医学院免疫学教授、该研究的资深作者黛安·马西斯说:“把它想象成在胸腺中再造你的身体。”“对我来说，能够用自己的眼睛看到胸腺中的肌肉样细胞或几种非常不同类型的肠道细胞是一种启示。”
马西斯说，这些发现揭示了适应性免疫系统是如何获得辨别敌友的能力的。这一关键识别系统的故障可能会造成严重后果。
“我们的免疫系统超级强大。它可以杀死我们体内的任何细胞，它可以控制我们遇到的任何病原体，但随之而来的是巨大的责任，”该研究的第一作者、医学博士丹尼尔·迈克尔森说。他是哈佛医学院的一名学生，也是Mathis/Benoist实验室的研究员。“如果这种力量不加以控制，它可能是致命的。在一些自身免疫性疾病,它是致命的。”
T细胞学校
T细胞之所以叫T细胞，是因为它们在被释放到体内之前，会在胸腺中成熟并学会完成自己的工作。T细胞是免疫系统中承担多种功能的精英力量。它们能识别并消除病原体癌症细胞；它们形成了对过去遇到的病毒和细菌的长期记忆;它们调节炎症，抑制过度活跃的免疫。
但是一个从未离开过胸腺的新生T细胞是如何知道哪些蛋白质是身体自身的，哪些预示着敌人的存在的呢?
“T细胞在胸腺中接受教育，但胸腺不是肠道，也不是胰腺，”迈克尔逊说。“这些T细胞没有理由在这些器官离开胸腺之前就能识别它们。”
研究人员知道这种早期的训练确实发生在胸腺中，但他们没有找到胸腺使用的精确教学工具。
用分子解释了一个古老的观察结果
迈克尔逊说，直到20世纪中期，胸腺都没有引起多少科学兴趣，因为它被认为是退化的。但早在19世纪中期，远在科学家们知道胸腺的功能和适应性之前免疫系统已有的生物学家已经注意到胸腺细胞的位置不正常。几十年来，通过显微镜观察，他们看到的细胞看起来像是来自肌肉、肠道和皮肤。然而，胸腺不是以上的任何一种。这些观察毫无意义。
迈克尔森说，新发表的研究回顾了一个非常古老的发现，并将其置于一个全新的分子背景中。
研究表明，这些老师细胞，因其模仿不同组织的能力而被称为模仿细胞，通过吸收各种转录因子来工作，转录因子是驱动特定组织特有基因表达的蛋白质。当它们这样做时，模拟细胞有效地采用皮肤、肺、肝或肠等组织的特征。然后，他们将自己呈现给未成熟的T细胞，教它们自我耐受，该团队的实验显示。
这项研究表明，训练中的T细胞如果错误地对自我蛋白产生反应，要么会收到自我毁灭的指令，要么会被转化为其他类型的T细胞，这些T细胞不会杀死其他蛋白，而是会抑制其他蛋白免疫细胞从攻击。
“胸腺说:这个细胞是自反应的，我们不想让它出现在我们的程序中，让我们摆脱它，”迈克尔森说。
情节曲折
到目前为止，人们认为自我反应T细胞的消除主要是由一种叫做AIRE的蛋白质调节的。Mathis/Benoist实验室对阐明AIRE的功能至关重要。这种蛋白质的缺陷会导致严重的免疫综合征，其特征是发展成多种类型的自身免疫性疾病．
马西斯和迈克尔逊在他们目前的研究中，试图绘制AIRE功能相关的分子通路。相反，他们发现胸腺中的许多细胞不表达AIRE蛋白，但仍然能够采用不同组织类型的特性。研究人员意识到，AIRE只是故事的一部分。
研究人员说，新发现的模仿细胞很可能在与它们所模仿的组织类型相关的各种自身免疫疾病中发挥作用，他们计划继续研究这一假设。
马西斯说:“我们认为这是一个令人兴奋的发现，它可能为某些类型的自身免疫疾病是如何产生的，以及更广泛地说，自身免疫的起源打开一个全新的视野。”
研究人员表示，他们的下一步是进一步了解T细胞教育的分子机制，研究单个模仿细胞类型与T细胞功能和功能障碍之间的联系，并确定这种机制是如何在人类胸腺中发挥作用的。
研究的共同作者包括庆应义塾大学的hasase Koji，和歌山医科大学的Tsuneyasu Kaisho和HMS的Christophe Benoist。
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