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人体结构细胞可以控制免疫功能

免疫系统可以保护我们的身体免受病毒,细菌和其他病原体的不断攻击。这种保护大部分是由造血免疫细胞提供的,造血免疫细胞源自骨髓,专门用于抵抗病原体。它们包括巨噬细胞,可去除病原体;T细胞,杀死感染的病毒产生细胞;B细胞产生中和病原体的抗体。但是,免疫功能不仅限于这些“专家”,还有更多类型的细胞能够感知何时被感染,并有助于抵抗病原体。

结构细胞提供了人体的重要组成部分,并在塑造组织和器官的结构中发挥重要作用。最值得注意的是,上皮细胞构成了皮肤的表面,同时也使组织和器官彼此分离。内皮细胞覆盖所有血管的内部;成纤维细胞提供结缔组织,使组织和器官保持形状。尽管结构性细胞在自身免疫性疾病(如类风湿性关节炎和炎症性肠病)和癌症中已确立的作用,但它们通常被认为是人体的简单且无趣的组成部分。在这项新研究中,Thomas Krausgruber,Nikolaus Fortelny和CeMM Christoph Bock实验室的同事们致力于通过寻求系统的,

为此,CeMM研究人员建立了结构细胞中免疫基因活性的全面目录,将高通量测序技术(RNA-seq,ATAC-seq,ChIPmentation)应用于三种类型的结构细胞(上皮细胞,内皮细胞,成纤维细胞)健康小鼠的十二个不同器官。该数据集揭示了免疫基因在结构细胞中的广泛表达以及基因调控的高度细胞类型特异性和器官特异性模式。生物信息学分析检测到控制结构细胞与造血免疫细胞之间复杂相互作用网络的基因,表明结构细胞通过其对病原体做出反应的潜在机制。

有趣的是,许多免疫基因表现出通常与高基因表达相关的表观遗传学特征,而从健康小鼠获得的结构细胞中观察到的表达低于基于表观遗传学特征的预期。因此,CeMM研究人员假设这些基因在需要表观遗传学预编程时可在需要其活性(例如响应病原体)时快速上调。为了验证这一假设,他们利用自己在病毒免疫学和感染生物学方面的专业知识,与CeMM的Andreas Bergthaler实验室合作。

当小鼠感染了触发广泛免疫反应的病毒(LCMV)时,表观遗传上准备激活的那些基因中的许多基因都被上调,并导致结构细胞响应病毒感染而显示出转录变化。这些结果表明,结构细胞具有“表观遗传潜能”,该潜能可对其进行预编程以参与快速的免疫反应。作为另一项验证,研究人员通过向小鼠体内注射细胞因子触发了人工免疫反应,他们的确发现许多相同的基因均被上调。

这项新研究发现了结构细胞中免疫基因调节的惊人复杂性。这些结果表明,结构细胞不仅是人体必不可少的组成部分,而且还广泛地抵抗了病原体。而且,所提供的数据构成了迈向理解“结构免疫”可能对免疫系统意味着什么的重要的第一步,并且可能有助于为涉及免疫系统的许多疾病中的某些疾病开发创新的疗法。

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