研究揭示免疫系统紧急备用策略

近日加州大学圣地亚哥分校医学院以及斯卡格药学院的科学家们在一项新研究中发现，当机体先天免疫系统的主要调控因子出现异常时，人体免疫系统会启用一种有效的备用策略保护机体防止感染。研究论文在线发表在12月19日的《自然—免疫学》（Nature Immunology）杂志上。先天免疫系统可保护机体对抗细菌和病毒引起的感染，但当其发生失控时则会引起炎症从而导致慢性疾病例如心脏病、关节炎、2型糖尿病和癌症发生。长期以来核因子NF-κB被视为是机体先天免疫反应的主要调控因子，其主要功能是接收损伤或感染信号，激活基因杀伤微生物并引起炎症。研究工作是由加州大学圣地亚哥分校药理学著名教授Michael Kari博士领导完成。在新研究中Michael Kari实验室的研究人员利用遗传学工具阻断了实验小鼠的NF-κB信号，并研究了这一基因工程小鼠的免疫功能。然而研究人员意外地发现这些本应对细菌感染高度敏感的NF-κB缺陷小鼠，竟以比正常小鼠以更快的速度清除了可引起皮肤感染的细菌。 “我们发现NF-κB的丧失使得小鼠生成了一种有效的免疫激活分子IL-1β，IL-1β转而可刺激骨髓急剧生成大量的中性粒细胞，”Karin说。中性粒细胞是机体对抗感染的第一线防御者，能够利用多种天然的抗菌酶和蛋白酶吞噬和杀死细菌。新研究证实先天免疫系统利用了两种有效的策略应付入侵细菌感染，在NF-κB缺乏的时候 IL-1β系统提供了一个重要的安全网。 “当细菌病原体进化到能够逃避免疫系统的细菌清除机制时，启用备用系统是非常重要的，”儿科学和药学系教授Victor Nizet说：“我们知道大量的细菌都能够抑制需要NF-κB激活的信号途径，IL-1β信号能够帮助机体识别并对这些威胁做出反应。” 虽然在短期内这种防御机制可以对抗严重的细菌感染，但是在NF-κB缺陷的小鼠中中性粒细胞数量的急剧升高最终还是会导致机体付出巨大的代价。在几周过后，这些激活的免疫细胞引起了多个器官的炎症，并最终导致这些动物过早死亡。长期地阻断NF-κB信号一直被生物技术和制药工业作为一种抗炎和抗癌治疗的策略广泛地开展研究，却未意识到IL-1β所带来的风险。 “我们的研究或许将使得某些研究者开始考虑抑制IL-1β信号以保护机体免于过度的中性粒细胞反应，”Karin说：“然而不幸的是，NF-κB信号和IL-1β信号的同时缺失将致使小鼠对入侵的细菌感染高度敏感。” 在这项新研究中加州大学圣地亚哥分校的研究人员揭示了高度有效的先天免疫系统必需的一个复杂的调控机制。科学家们指出未来的研究必需考虑到这些相互关系以设计出针对炎症疾病的新药，并且同时能尽量减少感染的风险。（来源：生物通何嫱）