與先天性免疫系統(tǒng)不同,適應(yīng)性免疫系統(tǒng)會(huì)立即做出反應(yīng),而且適應(yīng)性免疫系統(tǒng)會(huì)針對(duì)每種傳染病原體建立長(zhǎng)期免疫反應(yīng)。日內(nèi)瓦炎癥研究中心(GCIR)等研究人員表示,由于細(xì)胞記憶機(jī)制,這種反應(yīng)會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間,例如是針對(duì)病毒的疫苗接種期間的工作機(jī)制。
為了進(jìn)一步了解晝夜節(jié)律對(duì)免疫激活的作用,研究人員考察了樹(shù)突狀細(xì)胞從皮膚向淋巴系統(tǒng)的遷移,淋巴系統(tǒng)是適應(yīng)性免疫反應(yīng)的支柱之一。樹(shù)突狀細(xì)胞位于包括皮膚在內(nèi)的許多外周器官中,通過(guò)淋巴管遷移到淋巴結(jié),在那里呈現(xiàn)抗原,以觸發(fā)對(duì)進(jìn)入的病原體的免疫反應(yīng)。
科學(xué)家首先觀察了野生小鼠一天四次的樹(shù)突狀細(xì)胞遷移能力,然后觀察了沒(méi)有功能性?xún)?nèi)部時(shí)鐘的小鼠。研究人員解釋?zhuān)瑸榱耸辜?xì)胞遷移正確進(jìn)行,不僅樹(shù)突狀細(xì)胞,淋巴管細(xì)胞也必須對(duì)晝夜節(jié)律做出反應(yīng)。因此,晝夜節(jié)律鐘必須在機(jī)制的兩方面都發(fā)揮作用:在細(xì)胞內(nèi)和在其環(huán)境中。如果不這樣,活動(dòng)高峰就不再出現(xiàn),免疫系統(tǒng)就會(huì)持續(xù)緩慢地工作。
隨后,研究人員在一天中的不同時(shí)間,對(duì)取自患者的人類(lèi)皮膚細(xì)胞重復(fù)了他們的實(shí)驗(yàn)。研究中確定了許多分子,特別是趨化因子,它們參與了遷移過(guò)程,其表達(dá)受到晝夜節(jié)律鐘的調(diào)節(jié)。
在人類(lèi)和小鼠細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了相同的分子,它們的節(jié)律與這兩個(gè)物種的生活習(xí)慣相反,嚙齒動(dòng)物是夜間活動(dòng),人類(lèi)是晝夜活動(dòng)。這證實(shí)了這種節(jié)律是由自然活動(dòng)根據(jù)白天和黑夜的交替而支配的。
研究的其他數(shù)據(jù)還表明,如果在一天中的不同時(shí)間刺激免疫系統(tǒng),也會(huì)出現(xiàn)同樣的振蕩,在早晨出現(xiàn)高峰。研究人員提出一個(gè)問(wèn)題,是否會(huì)在晚上和夜間更容易受到病原體的影響?目前還無(wú)法說(shuō)清楚。
晝夜節(jié)律的功能是作為一個(gè)節(jié)能系統(tǒng),根據(jù)最迫切的需要,對(duì)能源資源進(jìn)行最佳利用。它對(duì)免疫系統(tǒng)的重要性才剛剛被揭示出來(lái),對(duì)預(yù)防性疫苗接種和抗腫瘤療法的實(shí)施,或自身免疫性疾病的管理都可能具有重大意義。
未來(lái)的研究將更詳細(xì)地探索免疫反應(yīng)的第一階段,即病原體或疫苗進(jìn)入身體的階段。
題為Circadian clocks guide dendritic cells into skin lymphatics的相關(guān)研究論文發(fā)表在《自然-免疫學(xué)》(Nature Immunology)上。
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論文原文:
https://www.nature.com/articles/s41590-021-01040-x