免疫系统分子开关:或可大大增强人体免疫能力!

2017 年 8 月 18 日 转化医学网 Juka

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在过去,我们一直以为微小的RNA分子游离于人们的免疫系统之外。然而最近一篇文章却揭示了微小RNA分子参与了免疫系统的反应,并且可以指导细胞毒性T淋巴细胞进行免疫。这篇文章由分子生物学家Leonid Pobezinsky和他的妻子以及其合作伙伴Elena Pobezinskaya在马萨诸塞州阿默斯特大学发表。


Pobezinsky说道:当let-7水平低或不存在时,身体的T细胞可能变成潜在的“超级杀手”。这一发现是追求身体自身免疫防御的一个重大进步,这种技术称为适应性免疫治疗。他补充说:let-7可能更有效地攻击致病因子,如侵入性癌症和慢性感染如艾滋病毒。


如Pobezinsky解释说:“我们之所以患癌症,是因为 CD8T 细胞并不总是有效的,癌症可以克制它们,我们的实验室研究调节T细胞的细胞毒效率的分子机制。Pobezinsky和他的同事说道:在一小段microRNA中我们发现了控制机制,它只有20-30个核苷酸长,但是决定了T细胞在攻击疾病中的有效性。


Pobezinsky说:“这是一件非常有趣的事情。因为当20多年前发现microRNAs的时候,人们认为它是RNA降解的产物,被认为是碎片,是灰尘,它们很小,没有人注意到它们。 但自那以后,人们逐渐发现自己真正做了什么,我们将继续研究。”


这项研究由Pobezinskys领导的研究小组包括他的博士学位的学生和第一作者亚历山大·威尔斯以及马萨诸塞·阿默斯特分子生物学家米歇尔·马克斯坦(Michele Markstein)提供计算分析,以确定let-7目标和let-7如何调节基因组。同时UMass医学院免疫学家Raymond Welsh,细胞毒性CD8 T细胞专家提供了病毒模型,用于在病毒存在的情况下测试分化。


通常RNA编码蛋白质,但microRNA并非如此


相反,在人类和哺乳动物中发现的这些小型RNA剪刀在整个基因组上都具有调节活性。此外,Pobezinsky指出:“被称为致命7号或let-7的特异性microRNA是一种非常古老的RNA,它存在于第一个真核生物中,并通过进化保留下来。人类和动物有多个基因,而不是通常人们认为的:只有最重要的基因在进化过程中被重复。”


这一系列实验是由T细胞产生大量let-7的诱导引发的,当T细胞处于无活性状态而没有病原体存在时,“我们的T细胞充满了这些let-7” ,Pobezinsky说道, “但是当他们看到抗原的那一刻,突然间let-7消失了,所以我们研究的问题是let-7调整的对象是什么,并且之后为什么要消失。”


研究人员假设:在存在microRNA let-7的情况下,T细胞是安静的,对于生物来说,这是免疫系统无效的安全条件。但是当感觉到威胁时,let-7消失,这使得T细胞变得功能性细胞毒性并能够清除病原体,包括肿瘤细胞。


Pobezinsky说:“我们的假设是正确的,实际上当没有抗原存在时,microRNAs可以作为细胞毒性T细胞的制动器,所以当我们健康的时候,他们休息,一旦它们消失了,T细胞开始分化为细胞毒性T淋巴细胞。“为了杀死入侵者,T细胞将一种有毒的分子或颗粒酶注入癌症或病毒感染的细胞中,引发细胞凋亡或程序性细胞死亡。


在三组小鼠的实验中(野生型对照组小鼠;经遗传修饰不具有let-7的小鼠;设计为具有超丰富的let-7的小鼠):研究人员发现let-7完全不存在时产生最强分化的T细胞杀伤状态。 “如果保留let-7,即使在肿瘤或病毒存在下,T细胞也不会变得具有细胞毒性,”Pobezinsky说。


如果没有或几乎没有let-7,T细胞的功能增强


Pobezinsky补充说:“我们还通过调节T细胞分化的转录因子来确定分子途径,并证实let-7 microRNA是最关键的控制因素。我们现在希望它可以主导由CD8细胞调节的免疫反应的能力。”


研究人员正在对小鼠肿瘤模型进行测试,以尝试使用该技术增强小鼠对肿瘤的免疫应答。


“我们希望开发一种抑制或增强免疫反应的技术,”Pobezinsky说道, “我们可能可以将let-7与适应性免疫治疗结合起来增强免疫功能,所以后续我们将使用个体自己的T细胞,在体外治疗,然后放回超级杀伤T细胞来增强其免疫反应,这是非常有希望成功的项目,我觉得从这个基础上研究具备增强免疫反应的真正的可能性。”


参考文献:Researchers find 'switch' that turns on immune cells' tumor-killing ability

END

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