頂級期刊 Science 發表了一篇關於免疫學方面的重磅文章,核心要點是:巨噬細胞和單核細胞等先天性髓樣免疫細胞,也可以產生抗原特異性的免疫記憶。
這一發現究竟有多厲害?刷新目前對先天免疫反應的認知,也就是說,和免疫相關的問題,可能都要「重新來過」,有望一舉解決困擾器官移植60多年的免疫排斥問題,在癌症和自身免疫疾病問題上,可能會產生新的見解。
我們都知道免疫系統分為2個部分:
一個是先天性免疫 ,包括巨噬細胞和單核細胞等髓樣細胞,以及NK細胞等先天性淋巴細胞;另一個是適應性免疫,例如我們熟知的T細胞和B細胞等。
當面對外來「入侵者」時,這兩個小傢夥各司其職。
先天性免疫細胞像個哨兵,是第一波檢測體內外來生物的細胞,若是它們發現了異常,就會回頭跟適應性免疫細胞說:「兄弟,該你上了。」
適應性免疫細胞被激活後,就會激發強烈的免疫反應。
而適應性免疫細胞有用一個獨門絕技——免疫記憶,見過一次入侵者,就會記住它的樣子。
若下次還敢入侵,適應性免疫細胞就會快速識別出來,並發動更加猛烈的攻擊。
這就是我們以往對免疫系統的認知。
那麼,免疫記憶,這個絕招真的只有適應性免疫細胞才會嗎?
這就是,此次美國匹茲堡大學和康奈爾大學研究人員所要解決的問題,他們發現:
巨噬細胞和單核細胞,這兩個先天性免疫細胞,也具有同樣的功能。
也就是說,以往我們認為它們只是「哨兵」,萬萬沒想到,它們也會「免疫記憶」這項絕技。
更意想不到的是,戰鬥力簡直爆表,在「宿主防禦」任務中,也起到了非常關鍵的作用。
簡直顛覆認知!
而目前在器官移植問題上,失敗的主要原因就是免疫記憶,所以這一發現,從根本上為解決器官移植問題的思路提供了新的見解。
也正如論文一作之一的Martin H. Oberbarnscheidt博士所說:有望一舉解決困擾器官移植60餘年的免疫排斥問題。
那麼,如此突破性的實驗是如何做到的呢?
首先,研究人員安排了缺少B細胞、T細胞、NK細胞和其他先天淋巴細胞的小鼠,並給它們移植了經過射線照射處理的同種異體脾細胞。
然後,在7天、28天、49天之後,用與上述免疫脾細胞同源、或第三方同種異體脾細胞進行再移植。
結果顯示,在7天或28天的時候,與未免疫小鼠和移植了第三方脾細胞的小鼠相比,移植了同源脾細胞的小鼠體內,表現出了更加明顯、強烈的免疫反應。
主導這種免疫反應的,是單核細胞衍生的樹突狀細胞(Mo-DCs)和巨噬細胞。
這種增強反應在49天後消失。
之後,研究人員又在另一種免疫缺陷模式的小鼠身上進行了同樣的實驗,結果同樣如此。
並且,研究人員也排除了這樣一種可能性:增強反應源自抗原的持久性。
因為在宿主的循環系統或脾臟中均未檢測到供體脾細胞,或完整的供體MHCI分子。
這也就表明,小鼠的巨噬細胞和單核細胞很可能獲得了對抗原的特異性記憶。
另外,小鼠和人的免疫細胞對抗原的特異性識別依賴於MHC(主要組織相容性複合體)。為了進一步探明真相,研究人員在17個小鼠基因組資料庫中搜索,測試單核細胞/巨噬細胞的記憶是否依賴於對非自身MHC分子的檢測。
於是,他們發現多個能在髓樣細胞表面表達,且能與MHC-I結合的蛋白分子。
其中,配對免疫球蛋白樣受體-A(PIR-A)被證實,正是巨噬細胞和單核細胞記憶反應所需的MHC-I受體。與之相對應的人體受體是LILRs。
在進一步的實驗中,研究人員分別嘗試用抗體阻斷PIR-A 、敲除PIR-A點位基因,發現沒有了PIR-1,小鼠的單核細胞和巨噬細胞就不對抗原產生特異性免疫記憶了。
也就是說,單核細胞和巨噬細胞的免疫記憶是由PIR-A介導的。
於是,研究人員同樣通過實驗證明:在腎臟和心臟異體移植中,敲除受體編碼PIR-A的基因,或者阻斷PIR-A與供體MHC-I分子的結合,可以阻斷免疫記憶,減弱異體移植排斥。
這也就意味著,這項新研究成果將經典免疫記憶研究領域擴展到先天性骨髓細胞,並可能提高異體器官移植的存活率。