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人类生物学的众多奇迹之一是先天免疫系统的复杂反应

人类生物学的众多奇迹之一是先天免疫系统的复杂反应,这种免疫系统以其迅速消灭入侵的病原体和引发爆炸性炎症反应的能力而著称。

在阻止传染病进展并启动恢复体内平衡的稳定过程所需的全面战争中,人体快速感知和对浸润微生物做出反应的能力至关重要。然而,炎症就像夜总会中一个不守规矩的魁梧保镖,在做些简单的工作以消除坏人的情况时,他是很棒的,但作为一件反穿外套,总是把所有东西都看在眼里,这真是令人恐惧。

大自然将炎症反应设计为一种强大的保护形式,可以扩张血管,提高温度并吸引大量免疫细胞进入感染或受伤的组织。但是,有时候炎症不会消失。持续的炎症没有发挥有益的作用,反而成为一种持续的,不受约束的负担,能够严重损害皮肤,使关节粗糙或增加患癌的风险。

细菌或病毒感染后可能会发生慢性炎症。实际上,在应对“长期COVID”(感染已清除后出现的状况)的患者中,与相关的一些不适问题与慢性炎症有关。除外,持续性炎症还与多种医学疾病有关,这导致多年来的广泛研究。全球科学家团队一直在解决一个关键问题:是什么引发了导致慢性炎症的复杂分子事件级联?

在西雅图,Leah Rommereim及其同事发现,一种能感知病原体的单一蛋白质的丰度小幅增加反过来会引起细胞中过大的炎症反应。该蛋白质NOD1是一种细胞内分子,当被某些病原体中存在的复合物激活时,会刺激促炎和抗菌反应。尽管炎症对清除感染有益,但长期炎症可能是一个诅咒。

“持续的炎症被认为在许多方面,包括触发转化过程本身和转化细胞的增殖提供合适的环境煽动肿瘤发生,” Rommereim和他的同事在日记中写道科学信号,指的是转化为癌细胞正常细胞那些。

西雅图创业公司名为SEngine Precision Medicine的研究科学家Rommereim与她的团队一起,对NOD1的功能及其作为促炎蛋白的星形作用进行了详细研究。

该报告的主要作者罗姆雷利姆(Rommereim)和她的同事们说:“ NOD1是一种普遍表达的微生物感染的细胞内先天性传感器,可感应细辛二氨基庚二酸(细菌肽聚糖的一种成分)。” 肽聚糖是革兰氏阴性和阳性细菌中的稠密结构聚合物。该聚合物可为细胞壁提供出色的刚性,特别是在革兰氏阳性细菌中。这些微生物中的某些可以包含多达40层的petidoglycan。

Rommereim和她的团队写道:“ NOD1活性也与胃癌密切相关。” “在一些研究中,NOD1的遗传变异与胃癌风险相关,并且胃肿瘤中NOD1的表达增加。”

她将这项研究归零的细菌是幽门螺杆菌,它会引起消化道的慢性感染。幽门螺杆菌与胃癌密切相关。NOD1检测到幽门螺杆菌的存在,并且在炎症反应的发起,驱除细菌体内的战争中起着核心作用。幽门螺杆菌还引起胃溃疡,虽然可以用抗生素治疗,但据信全世界有一半人口被细菌定殖,特别是生活在发展中国家的人。

幽门螺杆菌是革兰氏阴性病原体,是人胃肠道的螺旋形定居者,多年来一直是研究的主题,包括获得诺贝尔奖的研究。在Rommereim对NOD1的作用展开调查之前很久,幽门螺杆菌已经与包括胃炎,牙龈疾病和癌症在内的炎症相关。大多数被感染的患者无症状,并且不知道自己已被细菌定植。

幽门螺杆菌曾经被称为幽门弯曲杆菌,根据流行的科学知识,其开瓶器形状被认为是一种进化适应性,可以刺穿它定居的胃的浓稠粘液层。除了胃外,它还存在于食道,结肠,直肠和许多其他部位。

细菌的存在会触发先天免疫系统,即出生时存在的部分,并在整个生命中继续抵抗感染。(另一部分,包括B细胞和T细胞的适应性免疫系统会在一年前开始随着时间的推移而发展。B和T细胞因其能够形成先前感染的记忆并在感染后迅速做出反应而被注意到。将来遇到的)。但是,正是由于先天性免疫系统引发的炎症反应,引起了Rommereim及其合作者的研究关注,因为它与癌症有关。

该小组研究了NOD1水平的微小变化如何影响炎症和促癌转录反应。例如,科学家发现抑制miRNA簇miR-15b / 16仅会使细胞中NOD1的丰度提高1.2到1.3倍,并减少激活它的结合分子的数量。

另一方面,当NOD1增加1.5倍时,反过来又刺激了NOD1介导的转录反应。两种类型的NOD1升高均导致炎症基因和致癌基因的过度增强。这些数据可以解释为什么NOD1中的某些遗传变异和减少的miR-15b / 16与发生胃癌的风险更高相关。

胃癌并不是与幽门螺杆菌和炎症相关的唯一主要疾病。越来越多的证据强烈表明,该细菌与特发性血小板减少性紫癜,动脉粥样硬化,牙周炎,贫血,格林-巴利综合症以及几种自身免疫性皮肤疾病(包括酒渣鼻和牛皮癣)有关。

还有其他研究通过幽门/脑轴将幽门螺杆菌及其引起的炎症与脑部疾病联系起来。两种破坏性疾病包括帕金森氏症和阿尔茨海默氏病。

“我们提供的证据表明,细菌感染的普遍表达的胞质传感器NOD1的表达长期小幅增加,对包括炎性表达尤其是癌基因表达在内的细胞转录状态产生了很大的影响,” Rommereim说。

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