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Science：调控免疫的时钟
点击次数：740 发布时间：2013-11-9
来自加州大学西南医学中心的研究人员报告称，破坏小鼠的昼夜周期会提高它们对炎症性疾病的易感性，证实机体的生物钟控制了一个重要免疫系统的生成。
这项发表在11月8日《科学》（Science）杂志上的研究确定了一个从前未知的信号通路，证实机体生物钟通过这一信号通路控制了IL-17生成CD4+辅助T细胞（TH17）这一重要炎症细胞的数量。论文的资深作者、免疫学和微生物学教授、霍华德休斯医学研究所（HHMI）研究员Lora Hooper博士说，这项工作有可能促成一些新的方法来提高机体对于感染的免疫反应或是抑制自身免疫疾病中的这类反应。
论文的共同作者神经科学教授、HHMI研究员Joseph Takahashi博士发现了一些小鼠和人类生物钟基因，由此对动物体内一种保守的生物钟机制进行了描述。论文的主要作者是加州大学西南医学中心生物医学科学研究生学院免疫学学生Xiaofei Yu。
Hooper博士说：“几乎所有地球上的生命形式每天24小时都在经历生理与行为改变，这一昼夜节律与自然光线的变化相一致。人类也不例外，我们许多的生理过程，例如饮食和睡觉，在白天和黑夜之间差异显著。这样的过程受到统称为‘生物钟’的一组蛋白质的控制，它们在每个细胞中协同发挥功能，捕获来自视觉和神经系统的光信息，并利用这些信息来调控基因表达。”
尽管*生物钟调控了代谢和觉醒周期，对于这一生物钟是否也调控了机体免疫系统却所知甚少。
利用一种小鼠模型，研究人员确定了一种叫做Nfil3的基因，其引导了TH17细胞的发育。TH17细胞通常在肠壁一类的粘膜表面巡逻，防止细菌和真菌感染。
“然而，如果TH17细胞的数量不能得到适当控制，它们可以生成过多射向友军的炮火，导致炎性肠病（IBD）一类的炎症性疾病，IBD每年让大约60万美国人饱受折磨，”Hooper说。
“我们发现Nfil3通过控制T细胞中一种叫做Rorγt的蛋白的细胞供应，调控了细胞发育为TH17细胞。在小鼠体内，T细胞中的Rorγt蛋白量随昼夜周期改变，中午的时候比午夜要高。这种波动会导致中午小鼠睡觉之时有更多的TH17细胞形成。”
小鼠是夜间活动，这意味着它们的觉醒时间与人类相反。
“当我们破坏小鼠的正常昼夜光线周期，导致它们出现时差反应时，我们发现有太多的TH17细胞形成并累积于肠道中。因此，这些小鼠更容易罹患IBD样疾病，原因是这些炎性TH17细胞过量导致了误向自身开火。改变TH17的丰度要求经历昼夜光线周期破坏的时间不止一天，”她说。
Hooper博士认为，现在说同样的事情是否发生于人体还为时过早，但值得去探究这种可能性。
研究人员指出，现代生活例如夜班工作或时差常常引起慢性昼夜节律破坏，其他一些研究表明这与人类炎症性疾病有关联。
“我们的研究结果表明，昼夜节律破坏的病理后果，有可能部分是由于生物钟与调控促炎性免疫细胞发育的信号通路之间的直接相互作用所导致，”研究人员总结说。