缺铁会抑制先天免疫系统的重要功能

缺铁会抑制先天免疫系统的重要功能
成年期急性IRP消融会导致红细胞减少和骨髓减少。P1/2-CTR和P1/2-KO在第1天和第3天接受他莫西芬诱导IRP消融。第10天进行分析。(A) P1/2-KO小鼠组织中Irp1 (Aco1)和Irp2 (Ireb2)等位基因的基因组聚合酶链反应(PCR)分析。标记了floxed (flox)和truncated (Δ)等位基因。(B) RBC参数(P1/2-CTR, n = 16;P1/2-KO, n = 18)。血红蛋白,血红蛋白;MCV:平均红细胞体积;MCHC,平均红细胞血红蛋白浓度。 (C) Hepatic and splenic iron levels (n = 11). (D) Serum iron parameters (n = 10). (E) RBC decay markers (n = 10). (F) Serum levels of EPO (P1/2-CTR, n = 18; P1/2-KO, n = 17) and hepcidin (P1/2-CTR, n = 18; P1/2-KO, n = 16). (G) Spleen index = √[(100 × spleen weight in milligrams per body weight in grams)] (n = 7), and reticulocyte frequency in peripheral blood (PB) (P1/2-CTR, n = 7; P1/2-KO, n = 9). A.U., arbitrary units. (H) White blood cell (WBC) and platelet counts in PB (P1/2-CTR, n = 16; P1/2-KO, n = 18). (I) Flow cytometry (FCM) analysis of major WBC populations in PB. The gating strategy is shown on contour plots on the left. The histograms display cell counts for 3 × 105 events recorded (n = 8). (B to I) The results are presented as box plots (minimum to maximum values). Unpaired, two-tailed t test between P1/2-CTR and P1/2-KO. *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001. APC, allophycocyanin; PE, phycoerythrin. Credit:科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abq4469

有两种蛋白质能确保细胞在需要的时候吸收铁。如果这两种控制蛋白在老鼠体内都被关闭,动物就会如预期的那样患上严重贫血。与此同时,令人惊讶的是,先天免疫防御的一种细胞类型,中性粒细胞,也急剧减少,德国癌症研究中心的科学家首次证明了这一点。缺铁是一种已知的对抗传染性病原体的防御机制,它是一把双刃剑,因为它同时抑制了先天免疫系统一个重要手臂的防御能力。

一个平衡的新陈代谢是我们健康的必要前提。靶向药物或者铁过量是世界上最广泛使用的治疗方法之一。铁是血液中不可缺少的成分,这一事实几乎是这种金属是血红蛋白色素的重要组成部分,负责在血液中运输氧气

细胞的铁供应由IRP-1和IRP-2两种蛋白质控制。如果细胞缺铁,IRP-1和IRP-2会加速生产各种铁转运蛋白,将铁带入细胞。IRP-1和IRP-2也确保了同样危险的铁过量不会发生。

IRP-1和IRP-2对生存至关重要:在胚胎发育过程中缺乏这两种对照蛋白的小鼠在子宫内就会死亡。但是当IRP-1和IRP-2在成年小鼠体内失效时会发生什么呢?DKFZ的Bruno Galy领导的一个团队现在已经在注射药物后可以停止IRP生产的老鼠身上进行了研究。

正如研究人员所料,irp被关闭后最显著的变化是红细胞的明显减少。由于缺乏血红蛋白,这些红细胞只能达到最小的大小。

然而,研究人员惊讶地发现也急剧下降。更仔细的检查显示,这种下降主要是由于缺乏.这些白细胞占人体白细胞总数的三分之二,是先天免疫系统的重要组成部分。

这种下降不是由中性粒细胞的大量死亡引起的,而是造血系统中的前体细胞发育受阻造成的不再发育成成熟的中性粒细胞,因为这个分化过程明显依赖于铁。其他类型的白细胞,如单核细胞,不受irp依赖性发育封锁的影响。

铁的限制是一把双刃剑

“中性粒细胞对铁的强烈依赖以前是未知的。它可能会影响对细菌病原体的免疫防御,”布鲁诺·加利说。有趣的是,另一方面,缺铁是身体在细菌感染时的防御策略之一:许多病原体都依赖铁。为了减缓它们的繁殖速度,人体将金属储存在某些细胞中,作为一个存储室,使病原体更难获得这种宝贵的资源。

同一期杂志上的另一篇文章科学的进步, Galy也参与其中,证明铁缺乏这导致了小鼠中性粒细胞的减少,并限制了这些免疫细胞对抗细菌的能力。“缺铁显然会调节先天免疫系统。它抑制了中性粒细胞的成熟,也抑制了它们的防御能力,”Bruno Galy说。“可利用铁的限制显然是一把双刃剑:一方面,身体因此阻止了细菌的传播。另一方面,先天免疫系统的一个重要分支的功能会受到影响。”

不仅是感染,炎症也经常导致缺铁,从而导致贫血。因此,伴有慢性炎症的癌症患者经常受到贫血的影响,这可能严重限制他们的生活质量。“下一步,我们想要调查慢性炎症中的缺铁是否也会损害免疫功能,”加里说。

更多信息:Michael Bonadonna等,铁调节蛋白(IRP)介导的铁稳态对骨髓中性粒细胞的发育和分化至关重要,科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abq4469

Joe N. Frost等,血浆铁控制中性粒细胞产生和功能,科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abq5384

期刊信息: 科学的进步

引用:铁缺乏抑制先天免疫系统的重要分支(2022年,10月7日),检索自2022年11月4日//www.puressens.com/news/2022-10-iron-deficiency-suppresses-important-arm.html
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