揭示免疫細胞之外的抗病毒免疫反應(yīng)

在《自然》雜志的一篇論文中，CeMM的研究人員報告了結(jié)構(gòu)細胞的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄調(diào)控。他們發(fā)現(xiàn)免疫基因廣泛活躍，這表明結(jié)構(gòu)細胞深度參與了人體對病原體的反應(yīng)。此外，這項研究還揭示了一種表觀遺傳潛力，它可以預(yù)先編程結(jié)構(gòu)細胞，使其參與到對抗病原體的免疫反應(yīng)中。這些發(fā)現(xiàn)突出了免疫系統(tǒng)中一個未被重視的部分，并為研究和未來的治療開辟了一個令人興奮的領(lǐng)域。

免疫系統(tǒng)保護我們的身體免受病毒、細菌和其他病原體的持續(xù)攻擊。這種保護大部分是由造血免疫細胞提供的，這些細胞來自骨髓，專門對抗病原體。它們包括清除病原體的巨噬細胞；T細胞殺死感染的病毒產(chǎn)生細胞；B細胞產(chǎn)生中和病原體的抗體。然而，免疫功能并不局限于這些"專家"，還有更多類型的細胞能夠感知自己何時受到感染，并參與對抗病原體的免疫反應(yīng)。

結(jié)構(gòu)細胞是人體的基本組成部分，在塑造組織和器官的結(jié)構(gòu)方面起著重要的作用。最值得注意的是，上皮細胞構(gòu)成皮膚表面，同時也將組織和器官彼此分離；內(nèi)皮細胞覆蓋在所有血管的內(nèi)部；成纖維細胞提供結(jié)締組織，使組織和器官保持形狀。盡管結(jié)構(gòu)細胞在自身免疫性疾病(如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和炎癥性腸病)和癌癥中發(fā)揮著公認的作用，但它們通常被認為是簡單而無趣的機體組成部分。在他們的新研究中，Christoph Bock實驗室的Thomas Krausgruber， Nikolaus Fortelny和他們的同事們通過對體內(nèi)結(jié)構(gòu)細胞的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄調(diào)控進行系統(tǒng)的、全基因組的分析，集中闡明了結(jié)構(gòu)細胞在免疫調(diào)節(jié)中的作用。

為此，CeMM的研究人員利用高通量測序技術(shù)(RNA-seq， ATAC-seq， ChIPmentation)對健康小鼠12個器官的三種結(jié)構(gòu)細胞(上皮細胞，內(nèi)皮細胞，成纖維細胞)進行測序，建立了結(jié)構(gòu)細胞免疫基因活性的全面目錄。這個數(shù)據(jù)集揭示了結(jié)構(gòu)細胞中廣泛表達的免疫基因，以及高度細胞類型特異性和器官特異性的基因調(diào)控模式。生物信息學(xué)分析檢測了控制結(jié)構(gòu)細胞和造血免疫細胞之間復(fù)雜相互作用網(wǎng)絡(luò)的基因，揭示了結(jié)構(gòu)細胞參與對病原體反應(yīng)的潛在機制。

有趣的是，許多免疫基因顯示了通常與高基因表達相關(guān)的表觀遺傳特征，而從健康小鼠獲得的結(jié)構(gòu)細胞中觀察到的表達低于基于其表觀遺傳特征的預(yù)期表達水平。因此，CeMM的研究人員假設(shè)，這些基因在表觀遺傳學(xué)上被預(yù)先編程，當(dāng)需要它們的活性時(例如對病原體的反應(yīng))，它們就會快速上調(diào)。為了驗證這一假設(shè)，他們與CeMM的Andreas Bergthaler實驗室合作，利用他們在病毒免疫學(xué)和感染生物學(xué)方面的專業(yè)知識進行研究。

當(dāng)老鼠被一種能引發(fā)廣泛免疫反應(yīng)的病毒(LCMV)感染時，許多表觀遺傳上準備被激活的基因變得上調(diào)，并促成了結(jié)構(gòu)細胞對病毒感染反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄變化。這些結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)細胞實現(xiàn)了一種"表觀遺傳潛力"，預(yù)先編程使其參與快速免疫反應(yīng)。作為另一項驗證，研究人員通過向小鼠體內(nèi)注射細胞因子觸發(fā)了人工免疫反應(yīng)，他們確實發(fā)現(xiàn)許多相同的基因被上調(diào)。

這項新的研究揭示了結(jié)構(gòu)細胞中免疫基因調(diào)控的驚人復(fù)雜性。這些結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)細胞不僅是機體的基本組成部分，而且在機體抵御病原體方面起著廣泛的作用。此外，所提供的數(shù)據(jù)為理解"結(jié)構(gòu)性免疫"對免疫系統(tǒng)可能意味著什么邁出了重要的**步，它可能有助于開發(fā)針對涉及免疫系統(tǒng)的許多疾病的創(chuàng)新療法。