“冻死”免疫细胞,或可以拯救自身免疫性疾病

“冻死”免疫细胞,或可以拯救自身免疫性疾病

昨天开始已正式进入“三九”,“三九四九冰上走”,我们将要经历冬天最寒冷的阶段,但也意味着,春天已经不远。
万物将在春天复苏,但不幸的是,许多人的过敏反应也将在春季到来时被“唤醒”。虽然导致过敏的因素有很多,包括与粉尘、微生物等外来物有关,但也许还有一些过敏性疾病(自身免疫性疾病)与温度有关,或者说,与机体的能量分配有关。
在进化生物学领域,“生命史理论”是众多理论的代表之一,该理论于上世纪50年代首次提出,强调了所有生物体都会面临一个根本性的挑战,即在有限的资源中做出权衡,来使自己的利益在当前最大化。例如,当环境有利时,机体使用的资源都将被用于生存和繁殖;而当环境恶劣时,资源被转移用作“维护”策略,如节约能量以抵御恶略环境的侵袭。
在自身免疫中,机体会产生耗能巨大的促炎性免疫反应。这种高能量需求的过程可能存在相互竞争,因此,一个任务的优先级可能是能量权衡的结果。这一概念对自身免疫疾病会特别有意义,因为在这种情况下,额外的能量消耗策略可能会导致较温和的免疫反应和疾病结果。
因此,研究人员假设,当免疫系统出现问题时,我们也许可以转移机体能量消耗的方式来治疗疾病。
近日,发表在《Cell Metabolism》上的一篇封面研究中,来自瑞士日内瓦大学领导的研究团队将这一假设引入到特定的医学领域——自身免疫性疾病
通过研究多发性硬化症小鼠模型,研究人员揭示了暴露于低温环境中如何促使机体将免疫系统的资源用于维持体温并改善疾病症状的事实。该研究结果为能量分配的基本生物学概念铺平了道路
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我们身体抵御恶劣环境的防御机制能量消耗巨大,当其中几个机制被激活时,可能会受到能量权衡的限制。因此,机体可能必须根据其生存价值,将资源分配到不同的防御机制中。
当免疫系统攻击自身器官时,就会引发自身免疫疾病。例如,1型糖尿病和多发性硬化症多发硬性化症(MS)是中枢神经系统(包括大脑和脊髓)最常见的自身免疫疾病。该病的特点是髓鞘的破坏,髓鞘是神经细胞的保护性绝缘层,对电信号的正确和快速传输非常重要。因此,它的破坏导致了神经系统的残疾,甚至瘫痪。
为了验证这个假设,研究人员将患有实验性自身免疫性脑脊髓炎(人多发性硬化症)的小鼠模型置于一个相对较冷的环境中(大约10°C),并在之前已经经过一段逐渐降低环境温度的适应期。
几天过后,他们观察到动物疾病的临床严重程度以及在中枢神经系统中的脱髓鞘程度均有明显改善。此外,它们运动障碍的症状显著减少,从不能用后肢行走变成了只有尾部轻微瘫痪。
让我们来看看这是为什么。
众所周知,免疫反应的基础是抗原呈递单核细胞指示T细胞如何识别必须对抗的“非自我”物质的能力。然而,在自身免疫疾病中,“自我”的抗原与“非自我”的抗原被混淆。
研究人员发现,暴露于低温环境通过降低单核细胞的抗原呈递能力来调节炎症单核细胞的活性,从而使T细胞活性降低。低温迫使机体增加代谢来维持体温,在这一过程中“夺走”了部分免疫系统资源,从而导致引起有害反应的免疫细胞减少,使疾病症状得以改善
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这项研究也表明了长期以来单核细胞在自身免疫T细胞启动过程中的作用被低估。
该研究通讯作者、日内瓦大学医学院细胞生理学和代谢系及糖尿病中心Mirko Trajkovski教授说:“虽然生热过程优先于免疫反应可以预防自身免疫疾病,但值得注意的是,暴露于寒冷环境中也会增加对某些感染的易感性。因此,我们的研究工作不仅与神经炎症有关,还与其他免疫介导疾病或传染病有关,这还需要进一步研究。”
研究人员表示,在过去几十年中,西方国家生活条件的改善是显而易见的,然而与此同时,自身免疫疾病的病例也在增加。
Trajkovski说:“虽然这一增长无疑是多因素的,但能量资源过多这一事实可能在自身免疫疾病的发展中起着重要作用,但我们对此还知之甚少。”
该团队将继续他们的研究,以更好地了解这项研究结果是否可以用于临床。

论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.10.002

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