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Science:ILC -III介導微生物特異性T細胞“陰性選擇”

2015-04-26 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:近年來(lái)一些研究發(fā)現腸道內的調節性T細胞能夠控制局部的免疫反應,這是一個(gè)說(shuō)得過(guò)去的理由,因為調節性T細胞能夠特異性抑制效應T細胞的活性。不過(guò)有沒(méi)有其它的方式存在呢?

  針對自身抗原的T細胞是自身免疫疾病的主要原因,因而在正常狀態(tài)下,針對自身抗原的T細胞在成熟之前就在胸腺中被機體識別并刪除了,這一過(guò)程被稱(chēng)為"克隆刪除"。介導克隆刪除的關(guān)鍵是位于胸腺中的表皮細胞與樹(shù)突狀細胞,它們表達MHCII,并能夠呈遞自身的抗原物質(zhì)。一旦有T細胞能夠識別該抗原-MHCII復合體,那么就會(huì )啟動(dòng)細胞死亡的程序。

  然而,腸道微生物特異性的T細胞的產(chǎn)生就變得十分有趣了。首先,腸道微生物攜帶的抗原物質(zhì)并不是機體的自身抗原,也不會(huì )被胸腺中的上皮細胞或樹(shù)突狀細胞呈遞,因而不存在胸腺陰性選擇的可能,而正常人卻不會(huì )引發(fā)嚴重的腸道炎癥。特殊情況下,比如IBD(immuneboweldisease)患者,它們的腸道部位會(huì )產(chǎn)生大量的微生物特異性的效應T細胞,這又是怎么回事呢?

  近年來(lái)一些研究發(fā)現腸道內的調節性T細胞能夠控制局部的免疫反應,這是一個(gè)說(shuō)得過(guò)去的理由,因為調節性T細胞能夠特異性抑制效應T細胞的活性。不過(guò)有沒(méi)有其它的方式存在呢?

  另外一些研究發(fā)現腸道內存在一類(lèi)III型先天免疫細胞(ILC-III),這類(lèi)細胞能夠表達MHC-II。遺傳學(xué)手段發(fā)現如果將ILC-III內部的MHC-II敲除后會(huì )導致急劇的腸炎。這一實(shí)驗結果暗示ILC-III的抗原呈遞能力對于維持腸道免疫穩態(tài)的作用。

  最近,來(lái)自cornell大學(xué)的GregoryF.Sonnenberg在《science》雜志在線(xiàn)發(fā)表了他們對這一問(wèn)題的深入研究。

  首先他們發(fā)現CCR6+ILC-III是腸系膜等腸道淋巴結中豐度很高的ILC類(lèi)型的細胞。之后,他們比較了野生型小鼠與CIITA-/-小鼠的ILC-III內部MHC-II的表達量,證明了MHC-II在其中的表達依賴(lài)于上游信號分子CIITA。CIITA在小鼠中的表達依賴(lài)于多種不同的啟動(dòng)子,包括p-II,p-III,p-IV。作者通過(guò)遺傳學(xué)手段證明ILC-III中MHC-II的表達依賴(lài)于p-IV,這與B細胞以及樹(shù)突狀細胞是不同的。

  之后,作者重復了之前的工作,他們比較了野生型小鼠與ILC-III特異性MHC-II-/-小鼠腸道T細胞的激活情況。結果顯示:缺失突變體小鼠效應T細胞數量明顯低于野生型小鼠,然而天然T細胞以及調節性T細胞的數量沒(méi)有明顯差異。另外,作者發(fā)現突變體小鼠體內的效應T細胞能夠對糞便中的抗原產(chǎn)生反應,而對自身的抗原沒(méi)有反應。這一結果暗示了ILC-III確實(shí)存在調節腸道T細胞活性的能力,而這一能力是由其抗原呈遞能力決定的。

  為了進(jìn)一步證明這一觀(guān)點(diǎn),作者將上述ILC-III特異性MHC-II-/-小鼠與梭狀芽胞桿菌CBir1特異性TCR轉基因小鼠進(jìn)行雜交獲得了"雙轉"小鼠。實(shí)驗結果顯示,ILC-III內部MHC-II的缺失并不影響胸腺中CBir1特異性T細胞的成熟,然而在腸道附近淋巴結中特異性T細胞的數量相對于對照組明顯增多。為了證明上述效應與腸道微生物相關(guān),作者平行地雜交獲得了ILC-III特異性MHC-II-/-小鼠與OT-II小鼠的"雙轉II號"小鼠。結果顯示:OT-II特異性T細胞在胸腺以及腸道附近淋巴結中的熟練相對于野生型均沒(méi)有變化。由于OT-II并不會(huì )受腸道微生物的影響而CBir1可以,所以這一實(shí)驗證明了ILC-III的抗原呈遞選擇性與效應。

  為了在體內證明ILC-III對細菌特異性T細胞的調節作用,作者構建了只在ILC-III中有MHC-II表達的小鼠。由于這一類(lèi)小鼠系統性缺乏MHC-II,體內的T細胞基本不發(fā)育,所以只能通過(guò)移植的手段將CBir1特異性T細胞轉移到該轉基因小鼠體內,同樣,作為對照,CBir1特異性T細胞也轉入了野生型小鼠體內。結果顯示,在野生小鼠體內,該天然T細胞出現明顯的增殖(CFSE標記法),然而,在完全缺乏MHC-II的小鼠以及只有在ILC-III中表達MHC-II的小鼠體內這一增殖與分化的效應變得很弱。之后,作者將CBir1T細胞進(jìn)行體外激活,然后把激活后的T細胞移植到小鼠體內,結果顯示:相對于野生型,轉基因小鼠腸道附近淋巴結中效應T細胞的數量與比例均明顯下降。

  那么這一減少的原因是什么呢?作者猜測可能是由于發(fā)生了遷移,細胞增殖減慢或者是發(fā)生了細胞死亡。然而,實(shí)驗結果顯示這部分移植后的細胞并不會(huì )富集在其它淋巴器官,同時(shí)他們的增殖能力也沒(méi)有明顯減弱。為了研究這一問(wèn)題,作者進(jìn)行了體外的ILC-III與T細胞的共培養實(shí)驗。

  實(shí)驗結果顯示在有ILC-III存在的情形下T細胞的數量確實(shí)會(huì )減少,而這一效應能夠被MHC-II中和性抗體阻斷。之后,作者發(fā)現了共培養條件下caspase-3的激活以及Annexin-5陽(yáng)性細胞的增多,標志著(zhù)細胞凋亡事件的發(fā)生。

  這一事件與胸腺中發(fā)生的"陰性選擇"十分相像。在胸腺陰性選擇中,自身特異性T細胞的凋亡伴隨著(zhù)NUR77的表達與bim的上調。有趣的是,作者在共培養實(shí)驗中發(fā)現了相同的現象。而且Bim的上調對于T細胞的凋亡十分重要。進(jìn)一步發(fā)現,該凋亡事件的發(fā)生不僅依賴(lài)于MHC-II與TCR的相互作用,也依賴(lài)共刺激分子,但是作者發(fā)現死亡受體FAS并不參與這一過(guò)程。

  有研究認為細胞凋亡也受到細胞因子影響,作者傾向于贊同這一觀(guān)點(diǎn)。與此相符,實(shí)驗發(fā)現共培養的細胞凋亡事件可以被人為加入IL-2所緩解。

  最后,作者希望了解在患有腸炎(IBD,克羅恩病等)的患者中是否這一機制受到破壞。通過(guò)分析病人的樣本,作者發(fā)現病人腸道組織中ILC表面MHC-II的表達量受到明顯抑制,尤其是ILC-III。之后,作者發(fā)現了ILC-III的MHC-II表達量與IL-17的數量以及腸道的微生物特異性抗體含量存在明顯的反向相關(guān)性。

  綜上,作者提出了腸道ILC-III型細胞能夠通過(guò)抗原呈遞的方式介導類(lèi)似于"陰性選擇"的過(guò)程來(lái)控制腸道的免疫反應,而在IBD等患者中這一機制受到了破壞。

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