Nature子刊解讀!為何機體大腦擁有學習和記憶功能?
大約一半的多發性硬化癥患者機體中都攜帶有HLA-DR15基因突變,近日,一篇刊登在國際雜志Cell上題為“HLA-DR15 Molecules Jointly Shape an Autoreactive T Cell Repertoire in Multiple Sclerosis”的研究報告中,來自蘇黎世大學等機構的科學家們通過研究揭示了這種遺傳易感性(HLA-DR15基因突變)如何與環境因素相結合來促進患者自身免疫性疾病—多發性硬化癥的發生,研究者表示,其中的決定性因素是一系列免疫細胞的形成,盡管這些細胞能有效抵御諸如EB病毒等攻擊大腦組織的病原體。
多發性硬化癥是一種自身免疫性疾病,其會損傷機體大腦和脊髓組織,同時還會嚴重影響患者的生活質量,其在全球影響著大約250萬人的健康,其中大部分為年輕人,誘發多發性硬化癥的病因是遺傳因素與諸如吸煙或感染等環境因素之間復雜的相互作用。在近乎50年的時間里,研究人員發現,名為HLA-DR15基因的突變與多發性硬化癥(MS)的發生密切相關,該基因突變主要與高達60%的患病風險有關,如果該基因的攜帶者(大約四分之一的健康人群攜帶HLA-DR15基因)同時感染了EB病毒,其就會出現一種名為Pfeiffer疾病(也被稱為腺熱或傳染性單核細胞增多癥)的感染癥狀過程,那么其患多發性硬化癥的風險就會增加15倍。
研究者Roland Martin教授表示,目前有確切的證據表明,HLA-DR15與諸如EB病毒等感染性因子之間的相互作用對于促進多發性硬化癥的發生具有重要意義,但直到現在,研究人員依然并不清楚其背后具體的分子機制。這項研究中,研究人員通過研究發現,HLA-DR15基因攜帶者機體的免疫細胞能有效識別諸如EB病毒等特定病原體,但這種“適應性”或許會誘發攻擊患者自身大腦組織的免疫反應。
HLA-DR15基因的產物能夠控制適應性的免疫系統是如何塑造免疫目錄組分,從而促進機體有效識別并攻擊病原體,HLA-DR15分子的其中一個位點就在白細胞表面,當位于白細胞表面時,其就能將來自細菌、病毒和機體細胞的蛋白質片段呈遞給免疫細胞中的T淋巴細胞。隨后能控制機體免疫反應的T淋巴細胞就能學會識別外來蛋白和機體自身的組織,這種免疫細胞的訓練首先發生在胸腺中,其次發生在血液中,由于可能性的病原體要比T淋巴細胞多得多,所以每個T淋巴細胞就必須對許多不同的抗原和病原體產生反應。
這項研究中,研究人員首先調查了哪些HLA-DR15片段會被捕獲并呈遞給免疫細胞,為此他們使用了兩種新型抗體,其能以較高水平地特異性來識別多發性硬化癥患者機體中發生的兩種HLA-DR15突變,結果發現,胸腺中的HLA-DR15分子主要會呈遞自身的片段,而這是此前研究人員并不知曉的。以這種方式訓練的T淋巴細胞隨后就會遷移到機體血液中,如果HLA-DR15突變攜帶者被EB病毒感染的話,T淋巴細胞就能在血液中識別EB病毒片段,相比HLA-DR15片段而言,病毒片段有著更強的激活效應。因此,T淋巴細胞不僅能控制被病毒感染的細胞,還能遷移到大腦中并與患者自身的蛋白相互作用,誘發患者出現自身免疫反應。近乎100%的多發性硬化癥患者都會被EB病毒感染,其就是誘發多發性硬化癥最大的環境因素了,研究者還發現,在多發性硬化癥患者,對腸道菌群Akkermansia muciniphila的片段的反應水平會異常升高。
研究者Martin總結道,引發多發性硬化癥最重要的遺傳風險因素或能塑造T淋巴細胞的目錄,從而就能對諸如EB病毒和腸道菌群等特定的感染性因子產生更好的反應,然而,正如實驗結果顯示的那樣,這類T淋巴細胞還會通過一種交叉反應的方式對大腦中所發現的蛋白質產生反應,因此這種免疫適應性的缺點就在于,受影響的人群或許會對攻擊自身大腦組織的免疫反應變得易感,這樣就會增加患多發性硬化癥的風險。本文研究結果首次闡明了遺傳易感性和特定環境因子的組合如何誘發人群患上自身免疫性疾病,此外研究者還揭示了追蹤機制或許在其它多種自身免疫性疾病發生過程中扮演著關鍵角色。除了改善研究人員理解疾病背后發病的原因外,相關研究結果還有望幫助科學家們開發治療諸如多發性硬化癥等自身免疫性疾病的新型療法。
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