当病原体入侵身体时,免疫系统必须立即做出反应以预防或遏制感染。然而,目前尚不完全清楚我们的防御细胞如何在没有病原体的情况下保持警惕。现在,奥地利科学院CeMM分子医学研究中心的研究人员发现,这些细胞不断受到健康组织的刺激,使其保持最佳状态并准备好对病原体做出反应。他们对小鼠的研究表明,未来可以设计出药物来选择性地增强我们免疫系统的注意力。

免疫细胞处于待命状态以防御免疫系统

当病毒感染细胞时,细胞释放信号分子。免疫细胞通过JAK-STAT信号通路处理此类信号,该通路将细胞表面的信号检测与免疫细胞的核心调节机制联系起来,激活一组基因并使免疫细胞进入攻击模式。

CeMM首席研究员兼维也纳医科大学教授ChristophBock解释说:“在感染期间激活免疫细胞的JAK-STAT信号通路,在看不到病原体时也能让它们保持待命状态。”

因此,当遇到病原体时,免疫细胞只需要增加信号强度,这比开启全新的信号通路要快得多。

研究人员检查了12种突变小鼠模型,每种模型的JAK-STAT信号通路成分均发生了基因改变。这些小鼠在没有疾病的情况下饲养,并与基因未改变的小鼠进行比较。据观察,突变小鼠缺乏待机状态的一些特征性基因活性和表观遗传调控。当防御细胞从组织环境中移出并保存在细胞培养物中时,也会发生类似的情况:它们失去了其特有的待机状态,甚至失去了作为免疫细胞的部分身份。

研究人员分析了来自维也纳的七个研究小组收集的免疫细胞和组织样本的基因表达和表观遗传学。“我们的分析只有在建立统一的实验室标准和强大的统计方法的情况下才可能实现,”生物信息学家、第一作者、现任萨尔茨堡大学教授尼古拉斯·福特尔尼(NikolausFortelny)说。“我们发现,当免疫细胞处于待命状态时,JAK-STAT信号传导与对病原体进行主动反应时具有不同的功能,”第一作者、现任维也纳医科大学组长MatthiasFarlik博士解释道。

“JAK-STAT信号传导是我们身体传递免疫信号的核心机制,”MaxPerutz实验室和维也纳大学教授ThomasDecker博士总结道。

维也纳兽医大学教授MathiasMüller博士总结道:“我们的研究提供了对免疫系统作用的深入了解:它不仅对攻击做出反应,而且还能保持警惕,不会造成不必要的损害。”