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Cell Stem Cell:造血干细胞通过保持对以前感染的记忆来提高免疫反应

来源:本站原创 2020-03-28 07:53

2020年3月28日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自法国、德国和以色列的研究人员发现造血干细胞的一个令人吃惊的特性:它们不仅确保血细胞的持续更新,而且还能够记住以前的感染经历,从而在未来引发更快更有效的免疫反应。这些发现应当对未来的疫苗接种策略产生重大影响,并且为表现不佳或反应过度的免疫系统开发新疗法铺平道路。相关研究结果近期发表在Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“C/EBPβ-Dependent Epigenetic Memory Induces Trained Immunity in Hematopoietic Stem Cells”。论文通讯作者为Michael Sieweke博士和Sandrine Sarrazin博士。
图片来自Cell Stem Cell, 2020, doi:10.1016/j.stem.2020.01.017。

我们体内的干细胞充当着细胞的储存库:它们通过分裂产生新的干细胞以及确保组织更新和功能所需的各种不同类型的特化细胞。造血干细胞(HSC)通常称为血液干细胞,位于骨髓---位于诸如臀部或大腿之类的大骨头中心的软组织---中。它们的作用是更新血细胞库,包括对抵抗感染和其他疾病至关重要的免疫细胞。

直到十年前,普遍流行的观点是HSC是非特化细胞,对诸如感染之类的外部信号视而不见。只有它们的特化子细胞才能感知这些信号并激活免疫反应。但是Sieweke实验室和其他实验室在过去几年的研究工作已证实了这种观点是错误的,并表明HSC实际上可以感知外部因素,以“按需”特异性产生抵抗感染的免疫细胞亚型。除了它们在紧急免疫反应中的作用外,HSC在应对反复感染事件中的功能仍是未知的。已知免疫系统具有记忆功能,这允许它更好地应对再次入侵的传染原。如今,这项新的研究确立了HSC在这种记忆中的核心作用。

Sarrazin说,“我们发现,如果HSC以前暴露于脂多糖(一种模拟感染的细菌分子),那么它们可以促进更快更有效的免疫反应。”Sieweke解释了他们如何发现这种记忆存储在这些干细胞中:“首次暴露于脂多糖会导致一些标记在HSC的DNA上堆积,而且就堆积在对免疫反应至关重要的基因周围。DNA上的这些标记就像书签一样,可以确保当再次遭受相同病原体感染时,这些基因容易被找到、访问和激活以快速产生反应。”

这些作者进一步探索了记忆是如何刻在DNA上的,并发现C/EBPb在其中起着重要作用,描述了这种因子的新功能,此外,该功能对于紧急免疫反应也很重要。总之,这些发现应当有助于改善对免疫系统的调节或开发更好的疫苗接种策略。

Sieweke总结道,“免疫系统能够追踪以前的感染,并在第二次感染时做出更有效的反应,这是疫苗的基本原理。如今,鉴于我们了解了HSC如何对免疫反应回路进行标记,我们应当能够优化免疫接种策略以扩大对传染原的预防作用。更普遍的情况是,当免疫系统表现不佳时,它可能会产生新的方法来增强免疫反应,或者当免疫系统反应过度时,它会关闭免疫反应。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Bérengèrede Laval et al. C/EBPβ-Dependent Epigenetic Memory Induces Trained Immunity in Hematopoietic Stem Cells. Cell Stem Cell, 2020, doi:10.1016/j.stem.2020.01.017.

2.Blood stem cells boost immunity by keeping a record of previous infections
https://medicalxpress.com/news/2020-03-blood-stem-cells-boost-immunity.html
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