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Science：調控免疫的時鐘
點擊次數：738 發布時間：2013-11-9
來自加州大學西南醫學中心的研究人員報告稱，破壞小鼠的晝夜周期會提高它們對炎癥性疾病的易感性，證實機體的生物鐘控制了一個重要免疫系統的生成。
這項發表在11月8日《科學》（Science）雜志上的研究確定了一個從前未知的信號通路，證實機體生物鐘通過這一信號通路控制了IL-17生成CD4+輔助T細胞（TH17）這一重要炎癥細胞的數量。論文的資深作者、免疫學和微生物學教授、霍華德休斯醫學研究所（HHMI）研究員Lora Hooper博士說，這項工作有可能促成一些新的方法來提高機體對于感染的免疫反應或是抑制自身免疫疾病中的這類反應。
論文的共同作者神經科學教授、HHMI研究員Joseph Takahashi博士發現了一些小鼠和人類生物鐘基因，由此對動物體內一種保守的生物鐘機制進行了描述。論文的主要作者是加州大學西南醫學中心生物醫學科學研究生學院免疫學學生Xiaofei Yu。
Hooper博士說：“幾乎所有地球上的生命形式每天24小時都在經歷生理與行為改變，這一晝夜節律與自然光線的變化相一致。人類也不例外，我們許多的生理過程，例如飲食和睡覺，在白天和黑夜之間差異顯著。這樣的過程受到統稱為‘生物鐘’的一組蛋白質的控制，它們在每個細胞中協同發揮功能，捕獲來自視覺和神經系統的光信息，并利用這些信息來調控基因表達。”
盡管*生物鐘調控了代謝和覺醒周期，對于這一生物鐘是否也調控了機體免疫系統卻所知甚少。
利用一種小鼠模型，研究人員確定了一種叫做Nfil3的基因，其引導了TH17細胞的發育。TH17細胞通常在腸壁一類的粘膜表面巡邏，防止細菌和真菌感染。
“然而，如果TH17細胞的數量不能得到適當控制，它們可以生成過多射向友軍的炮火，導致炎性腸病（IBD）一類的炎癥性疾病，IBD每年讓大約60萬美國人飽受折磨，”Hooper說。
“我們發現Nfil3通過控制T細胞中一種叫做Rorγt的蛋白的細胞供應，調控了細胞發育為TH17細胞。在小鼠體內，T細胞中的Rorγt蛋白量隨晝夜周期改變，中午的時候比午夜要高。這種波動會導致中午小鼠睡覺之時有更多的TH17細胞形成。”
小鼠是夜間活動，這意味著它們的覺醒時間與人類相反。
“當我們破壞小鼠的正常晝夜光線周期，導致它們出現時差反應時，我們發現有太多的TH17細胞形成并累積于腸道中。因此，這些小鼠更容易罹患IBD樣疾病，原因是這些炎性TH17細胞過量導致了誤向自身開火。改變TH17的豐度要求經歷晝夜光線周期破壞的時間不止一天，”她說。
Hooper博士認為，現在說同樣的事情是否發生于人體還為時過早，但值得去探究這種可能性。
研究人員指出，現代生活例如夜班工作或時差常常引起慢性晝夜節律破壞，其他一些研究表明這與人類炎癥性疾病有關聯。
“我們的研究結果表明，晝夜節律破壞的病理后果，有可能部分是由于生物鐘與調控促炎性免疫細胞發育的信號通路之間的直接相互作用所導致，”研究人員總結說。