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免疫衛(wèi)士T細胞,也有累了的時候
文/陳根
免疫系統(tǒng)是每個人的身體內(nèi)部一支隸屬于個人的專屬軍隊,不同的免疫細胞則時時刻刻為保衛(wèi)我們?nèi)梭w的健康沖鋒陷陣。在眾多免疫細胞中,T細胞是不可缺少的一員大將,時刻準備著應(yīng)對從病毒到腫瘤的各種威脅。
當然,T細胞也不是永動的,事實上,T細胞也有累了的時候。近日,一項發(fā)表于《科學(xué)》雜志的新研究指出,如果沒有得到休息和維護,T細胞可能會死亡,從而使宿主更容易感染病原體。這像極了我們幾千年來“飲食有節(jié),起居有?!庇幸娼】档慕?jīng)典理論?;蛟S,讓T細胞也好好休息比我們想象中的更加重要。
離開胸腺的T細胞T細胞是機體抗感染、抗腫瘤的主力軍,同時也參與自身免疫性疾病。具體來看,T細胞具有多種生物學(xué)功能,如直接殺傷靶細胞,輔助或抑制B細胞產(chǎn)生抗體,對特異性抗原和促有絲分裂原的應(yīng)答反應(yīng)以及產(chǎn)生細胞因子等??梢哉f,T細胞是身體中抵御疾病感染、腫瘤形成的英勇戰(zhàn)士。
不過,不同于其他免疫細胞,T細胞需要在胸腺中進行發(fā)育。T細胞發(fā)育始于造血干細胞(來源于胎兒骨髓和肝臟),T細胞的祖細胞達到胸腺,而胸腺屬于初級淋巴組織,可以分泌數(shù)種激素增進 T 細胞的分化及增殖。T細胞也就在胸腺中完成了復(fù)雜的發(fā)育過程。
其中,由骨髓生成的淋巴干細胞是將來 B 細胞及 T 細胞的前身,這種干細胞經(jīng)由激素的作用會進入胸腺并在此分化為成熟的T細胞。在胸腺大量增殖成熟的 T 細胞并不是每一個都可以離開胸腺,在胸腺歷經(jīng)一番淘汰選擇后,僅有極少數(shù)的 T 細胞能離開胸腺進入二級淋巴組織。
以小鼠為例,小鼠每天能夠產(chǎn)生億萬兆的 T 細胞產(chǎn)生,但只有百萬個可以離開胸腺。而能夠離開胸腺的 T 細胞必須具備能有辨識自身細胞與外來異物的能力,不具有這些能力的細胞不僅不能離開胸腺還會走向凋亡,這個過程稱就是T細胞的正選擇。另外,T細胞還必須不能對自身細胞產(chǎn)生攻擊性,否則T細胞同樣將走向凋亡,這種選擇則是副選擇。
完全通過這兩項選擇的T細胞才有資格離開胸腺進到二級淋巴組織成為等待與抗原結(jié)合的初始T細胞。一個成年人的體內(nèi)有大約3000億個T細胞,這一數(shù)量已經(jīng)充分顯示了T細胞的重要性。
通過正選擇和復(fù)選擇的T細胞可經(jīng)淋巴和血液系統(tǒng)循環(huán)至外周淋巴器官,比如如脾臟、淋巴結(jié)、扁桃體等中發(fā)揮作用。因此,外周淋巴器官便是這些T細胞進行實戰(zhàn)的陣地。T細胞借助淋巴和血液循環(huán)系統(tǒng)游走于免疫器官和各個組織,實時監(jiān)控外來的入侵者,維護機體的健康。
大多數(shù)成熟的T細胞會在細胞表面表達CD4或CD8受體蛋白,因此可被分為CD4+T細胞和CD8+T細胞兩個主要的T細胞亞群。初始T細胞在巡視過程中一旦發(fā)現(xiàn)并識別外來抗原,便會激活、增殖、分化,行使防御功能。初始T細胞受到抗原刺激而活化,根據(jù)活躍狀態(tài),T細胞可分為效應(yīng)性T細胞和記憶性T細胞,其中記憶性T細胞具有長效免疫記憶特征,保持著和初始T細胞類似的靜息狀態(tài),可以在再次遇到敵人的時候快速而強烈地響應(yīng)。
效應(yīng)T細胞又被分為輔助性T細胞、殺傷性T細胞以及調(diào)節(jié)性T細胞。輔助性T細胞和殺傷性T細胞也是對人體最為重要的T細胞。
輔助性T細胞幾乎參與所有的適應(yīng)性免疫反應(yīng),在免疫系統(tǒng)的隊伍中充當著四分衛(wèi)的角色。輔助性T細胞通過分泌對其他免疫系統(tǒng)細胞有強大作用的化學(xué)信使(細胞因子),比如白細胞介素2(IL-2)和干擾素γ(IFN-γ)等,指揮著免疫應(yīng)答的過程。輔助性T細胞不僅幫助激活B細胞使其分泌抗體、激活巨噬細胞來消滅攝入的微生物,還能夠幫助激活細胞毒性T細胞來殺死被感染的靶細胞。
殺傷性T細胞是可以摧毀被病毒感染的細胞的強有力武器,通過識別并殺死那些被病毒感染的細胞,殺傷性T細胞解決了“隱藏的病毒”,能夠識別機體被病毒感染的細胞或者癌細胞的殺傷性T細胞,也是機體抗病毒和抗腫瘤免疫的重要防線。因為當病毒感染的細胞死亡時,細胞內(nèi)的病毒或癌細胞也會隨之消亡。
調(diào)節(jié)性T細胞是免疫系統(tǒng)中一類具有顯著免疫抑制和調(diào)節(jié)作用的T細胞亞群。調(diào)節(jié)性T細胞能夠主動抑制免疫系統(tǒng)的過度活化,對維持免疫穩(wěn)態(tài)和預(yù)防病理性自我反應(yīng)至關(guān)重要。
從胸腺發(fā)源,歷經(jīng)兩次選擇的每一個T細胞都對人體具有重要意義,正是因為T細胞的保衛(wèi),人體的免疫系統(tǒng)才能夠給予我們足夠的保護。
T細胞也有累了的時候當然,T細胞也不是永動的。沒有得到休息的T細胞,帶來的就是免疫系統(tǒng)的虛弱,而免疫系統(tǒng)虛弱的結(jié)果,就是給了病毒可趁之機。
實際上,在檢測到病原體之前,T細胞一直處于靜止狀態(tài)。T細胞也并不能直接識別病原微生物或者病毒,T細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答反應(yīng)始于抗原遞呈細胞對初始T細胞的激活——抗原遞呈細胞在感染部位攝取抗原而被激活,活化后的抗原遞呈細胞會遷移至淋巴組織處,同時對所攝取的抗原進行加工并將其展示在細胞表面,便于初始T細胞的識別。初始T細胞通過識別抗原遞呈細胞特異性表面分子完成對抗原的識別,這也是免疫應(yīng)答的感應(yīng)階段。
在識別抗原的同時,抗原遞呈細胞會通過其表面分子與T細胞表面分子的特異性相互作用進一步刺激T細胞,促進T細胞的激活、增殖和分化。此后,激活并完成分化的T細胞進一步通過與其他細胞相互作用或者分泌細胞因子而行使效應(yīng)功能。在效應(yīng)階段,分化而成的輔助性T細胞通過分泌細胞因子,促進B細胞激活和抗體分泌,激活巨噬細胞等方式來消滅入侵的病原體;而活化的細胞毒性T細胞則通過分泌顆粒酶和穿孔素等細胞因子直接誘導(dǎo)被感染細胞的凋亡。
也就是說,在沒有抗原暴露情況下,T細胞幾乎是不動的,換言之,免疫系統(tǒng)并非“時刻準備著”。對此的研究發(fā)現(xiàn),在T細胞的休息階段,如果人體沒有給予T細胞足夠的休息,T細胞不僅會被削弱戰(zhàn)斗力,甚至還會“不戰(zhàn)而亡”,從而導(dǎo)致宿主更容易受到病原體或腫瘤細胞的攻擊。
該研究結(jié)果來自5月26日《Science》上的一項最新研究中,即耶魯大學(xué)著名免疫學(xué)家陳列平教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊對免疫細的研究。
研究人員發(fā)現(xiàn),一種被稱為CD8α的蛋白質(zhì)存于CD8+T 細胞中,該蛋白在CD8+ T細胞維持休眠狀態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
基于此,研究人員建立了誘導(dǎo)性敲除CD8α的小鼠模型。他們發(fā)現(xiàn),缺失CD8α的小鼠CD8+ T細胞無法進入休眠狀態(tài)死亡,使宿主容易受到感染,這對于動物的生存和基因多樣性至關(guān)重要。也就是說,CD8α或許就是保持這些T細胞處于這種休眠狀態(tài)的關(guān)鍵。
此外,研究人員還發(fā)現(xiàn)了另外一種稱為PILRa的蛋白,它為CD8a提供了一個生化信號。通過破壞這對蛋白,“記憶”CD8+T細胞(以前曾接觸過病原體的CD8+T細胞)和初始CD8+T細胞(以前未接觸過病原體的CD8+T細胞)都會死亡,因為它們?nèi)狈Ρ3朱o止狀態(tài)的能力。
也就是說,在沒有抗原刺激的情況下,CD8+T細胞的靜息狀態(tài)是通過細胞表面上特定的受體-配體(CD8α-PILRα)相互作用來維持的,這種相互作用可能有助于在抗原誘導(dǎo)的激活過程中使記憶CD8+T細胞降低敏感性,不會使其在不需要的時候過度激活,并幫助它們在免疫反應(yīng)消退后恢復(fù)到正常狀態(tài)。
這意味著,休眠狀態(tài)對維護T細胞的生存至關(guān)重要,它會直接影響免疫系統(tǒng)功能,要知道,隨著年齡的增長,人們往往會失去記憶CD8+T細胞和初始CD8+T細胞,使老年人更容易受到感染。有研究團隊就發(fā)現(xiàn):人類的年齡過了40歲后,體內(nèi)的免疫細胞就開始大幅度的老化?;赥細胞的新發(fā)現(xiàn),或許將為改善免疫系統(tǒng)功能提供新的理解。
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