点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:免疫“士兵”T细胞休息不足 后果远非“罢工”那么简单
首页> 光明科普云> 焦点新闻 > 正文

免疫“士兵”T细胞休息不足 后果远非“罢工”那么简单

来源:科技日报2022-06-23 09:21

  随着年龄的增加,T细胞的多样性会逐渐减少,人们往往会失去初始T细胞和记忆T细胞,这让老年人更易受到感染。T细胞无法保持静息状态可能是其更易受到感染和癌症影响的原因之一。

  T细胞是免疫系统的重要组成部分,是机体用于抵御病原微生物和抗击肿瘤的“士兵”。在检测到病原体之前,它们会保持静息状态。近日,一项发表于《科学》杂志的新研究指出,如果没有得到休息和维护,T细胞可能会死亡,从而使宿主更容易感染病原体。

  从胸腺“学校”毕业成为免疫“士兵”

  免疫系统包括中枢免疫器官和外周免疫器官,T细胞产生于中枢免疫器官,主要包括骨髓和胸腺。胸腺的英文拼写为Thymus,这也是这群细胞被命名为T细胞的原因。

  T细胞由骨髓来源的淋巴样祖细胞经过血液循环迁移至胸腺,在胸腺中经过一系列复杂的发育、分化和筛选过程,并最终成熟。“可以说,胸腺是培养这些‘士兵’的‘学校’,在胸腺这所‘学校’中‘毕业’的T细胞在进入‘战场’前,并未接触过真正的外来抗原刺激,处于静息状态,它们被称为初始T细胞或幼稚T细胞。”南开大学免疫学研究所副所长、生命科学学院教授张松介绍。

  “毕业”后的T细胞可经淋巴和血液系统循环至外周淋巴器官(如脾脏、淋巴结、扁桃体等)中发挥作用。因此,外周淋巴器官便是这些“士兵”进行实战的阵地。T细胞借助淋巴和血液循环系统游走于免疫器官和各个组织,像巡视的“士兵”一样,实时监控外来的入侵者,维护机体的健康。

  大多数成熟的T细胞会在细胞表面表达CD4或CD8受体蛋白,因此可被分为CD4+T细胞和CD8+T细胞两个主要的T细胞亚群。初始T细胞在巡视过程中一旦发现并识别外来抗原,便会激活、增殖、分化,行使防御功能。

  初始T细胞受到抗原刺激而活化,根据活跃状态,T细胞可分为效应性T细胞和记忆性T细胞,其中记忆性T细胞具有长效免疫记忆特征,保持着和初始T细胞类似的静息状态,可以在再次遇到敌人的时候快速而强烈地响应。

  “根据所发挥功能的不同,效应T细胞又可分为辅助性T细胞、细胞毒性T细胞和调节性T细胞。”张松分别对这三种效应T细胞进行了介绍。辅助性T细胞几乎参与所有的适应性免疫反应,它们不仅帮助激活B细胞使其分泌抗体、激活巨噬细胞来消灭摄入的微生物,还能够帮助激活细胞毒性T细胞来杀死被感染的靶细胞;细胞毒性T细胞主要识别机体被病毒感染的细胞或者癌细胞,通过分泌细胞因子诱导病变细胞的凋亡,是机体抗病毒和抗肿瘤免疫的重要防线;调节性T细胞是免疫系统中一类具有显著免疫抑制和调节作用的T细胞亚群。调节性T细胞能够主动抑制免疫系统的过度活化,对维持免疫稳态和预防病理性自我反应至关重要。

  上阵杀敌需要“三步走”

  “养兵千日,用在一时。”初始T细胞会在外周淋巴组织之间循环和驻留,当遇到它们的特定抗原,也就是病原微生物或者病毒侵入我们的身体时,T细胞“士兵”就会上阵杀敌,这个过程被称为免疫应答,整个“作战”过程需要“三步走”。

  “T细胞并不能直接识别病原微生物或者病毒,T细胞介导的免疫应答反应始于抗原递呈细胞对初始T细胞的激活。”张松介绍,抗原递呈细胞在感染部位摄取抗原而被激活,活化后的抗原递呈细胞会迁移至淋巴组织处,同时对所摄取的抗原进行加工并将其展示在细胞表面,便于初始T细胞的识别。初始T细胞通过识别抗原递呈细胞特异性表面分子完成对抗原的识别,这被称为免疫应答的感应阶段。

  在识别抗原的同时,抗原递呈细胞会通过其表面分子与T细胞表面分子的特异性相互作用进一步刺激T细胞,促进T细胞的激活、增殖和分化,这被称为免疫应答的反应阶段。

  此后,激活并完成分化的T细胞进一步通过与其他细胞相互作用或者分泌细胞因子而行使效应功能,这被称为免疫应答的效应阶段。在效应阶段,分化而成的辅助性T细胞通过分泌细胞因子,促进B细胞激活和抗体分泌,激活巨噬细胞等方式来消灭入侵的病原体;而活化的细胞毒性T细胞则通过分泌颗粒酶和穿孔素等细胞因子直接诱导被感染细胞的凋亡。

  在免疫应答过程中,调节性T细胞能够主动抑制免疫系统的过度活化,以免造成机体损伤。“免疫细胞间的信息传递和应答效应既精准又强大,T细胞能够以极高的精度杀死受感染的目标,而不会影响相邻的正常细胞,最大限度地减少正常健康组织的损伤。”张松说。

  T细胞休息不好的部分原因找到了

  在没有抗原暴露情况下,外周淋巴器官中的T细胞也需要休息,会处于生理静息状态,这种静息状态对于对抗病原微生物感染和肿瘤至关重要,但其潜在的分子机制在很大程度上仍然未知。

  近日,《科学》在线发表了耶鲁大学陈列平教授团队的重大研究成果,研究发现在没有抗原暴露的情况下,外周T细胞由静息状态的自我活化会导致细胞死亡,而CD8α-PILRα分子间的相互作用对T细胞静息状态的维持至关重要。

  “CD8α分子是细胞毒性T细胞的谱系标志物,在CD8+T细胞的发育和抗原识别中发挥重要作用。”张松解释。

  为了研究CD8α分子在外周T细胞中的作用,研究团队构建了诱导性CD8α基因敲除系统。该系统在实现研究CD8α对外周CD8+T细胞的功能影响的同时,避免了对CD8+T细胞在胸腺中发育的影响。

  利用该系统,研究团队发现诱导性CD8α的基因缺失会破坏外周记忆性和初始CD8+T细胞的稳态,使其由静息状态活化,并诱导其程序性细胞死亡,这表明CD8α对维持外周CD8+ T细胞的静息状态至关重要。

  此外,研究团队进一步利用基因组规模的高通量筛选系统,鉴定发现PILRα分子为CD8α的配体,阻断CD8α-PILRα之间的相互作用会导致CD8+T细胞稳态和静息状态的破坏。

  因此,该研究表明,在没有抗原刺激的情况下,CD8+T细胞的静息状态是通过细胞表面上特定的受体-配体(CD8α-PILRα)相互作用来维持的,这种相互作用可能有助于在抗原诱导的激活过程中使记忆CD8+T细胞降低敏感性,不会使其在不需要的时候过度激活,并帮助它们在免疫反应消退后恢复到正常状态。

  “该研究为初始和记忆CD8+T细胞在正常和病理条件下的维持提供了更好的理解。”张松介绍,2020年《科学》杂志发表的一项研究表明,初始CD4+T细胞表面的VISTA蛋白可以调节CD4+T细胞的静息状态。

  此外,T细胞被人为改造后能够靶向特定的肿瘤抗原,被称为嵌合抗原受体T细胞(CAR-T细胞)。CAR-T细胞近年来被越来越多地应用于肿瘤的免疫治疗,然而其抗癌活性会受到细胞耗竭和效应能力丧失的影响。

  张松介绍,2021年,《科学》杂志还有一项研究表明,在细胞耗竭前诱导CAR-T细胞短暂休息,能够使其从耗竭转向记忆样状态,增强其抗肿瘤能力。

  随着年龄的增加,T细胞的多样性会逐渐减少,人们往往会失去初始T细胞和记忆T细胞,这让老年人更易受到感染。T细胞无法保持静息状态可能是其更易受到感染和癌症影响的原因之一。

  此外,人体的中枢免疫器官胸腺的大小具有很明显的年龄特点。胸腺在婴幼儿时期较为发达,至青春期发育最盛,此后便逐渐退化缩小。可以说,胸腺是T细胞发育成熟的重要场所,老年人胸腺功能的退化会直接影响T细胞的产生和功能,导致老年人免疫力的降低。陈 曦

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 电影《731》拍摄历程特展在哈尔滨举行

  • 安徽歙县:土楼晒秋

独家策划

推荐阅读
中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、研究员曹湖军、副研究员张炜进团队在氢负离子导体开发及应用方面取得重要进展。
2025-09-18 09:52
工业遗址与科幻主题联动,带来现实与想象交错的奇妙感受;科技手段还原知名IP场景,让游客沉浸到小说里的名场面;利用独特地质地貌,打造“地球上最像火星的地方”……来一场新鲜、有趣的科幻游,成为不少人出游的选择之一。如何做好科幻与文旅深度融合,丰富旅游供给?各地因地制宜进行了探索。
2025-09-18 09:50
记者17日从中国石化新闻办获悉,部署在四川省资阳页岩气田的2口评价井测试产量均超百万立方米,其中资页2-501HF井试获日产气140.7万立方米,刷新我国页岩气测试产量最高纪录。
2025-09-18 09:44
当今中国,科学教育受到前所未有的重视—作为人才培养的根基与路径,科学教育的潜力将变成参与国际竞争、争取国际话语权的实力。
2025-09-18 09:43
日前,由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所牵头承担的聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)遥操作系统测试平台通过专家组测试与验收。
2025-09-18 09:40
“科创游”是一种将科技与旅游相结合的新型旅游形式,不仅展示科技企业的生产过程和产品,还注重科技教育的普及和科技创新的体验
2025-09-17 10:23
此次大会将讨论通过“人与生物圈计划”及其世界生物圈保护区网络杭州战略行动计划,明确未来十年的发展方向、目标和行动方案
2025-09-17 10:21
人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器要“上天”进入预定轨道,运载火箭少不了。在“火箭家族”展台,长征一号至五号运载火箭模型笔直而立。
2025-09-17 10:20
在化学生物学研究中,有一种强大的“分子地图绘制技术”——邻近标记技术。在癌症免疫治疗中,免疫细胞需要足够强和足够多的“信号”才能发起攻击,但癌细胞表面的天然信号往往非常稀疏。
2025-09-17 10:18
当前,秋粮陆续进入成熟期。各地抓住最后的窗口期,落实落细各项增产措施,全力以赴抓好秋粮生产,确保秋粮丰产丰收。
2025-09-17 09:32
人工智能的浪潮正在席卷从科技到教育,乃至全社会的各个角落,中国教育界正在积极推动学习和应用人工智能,以便乘势站在时代前列。今年6月,中国工程院院士、华中科技大学校长尤政提出,人工智能和批判性思维结合形成DNA式的“双螺旋结构”,将有力推动创新。
2025-09-16 09:14
15日,在2025年国家网络安全宣传周主论坛上,《人工智能安全治理框架》2.0版正式发布。落实《全球人工智能治理倡议》,《人工智能安全治理框架》1.0版于2024年9月发布,受到国内外广泛关注。
2025-09-16 09:13
光明日报北京9月15日电 记者陈晨从农业农村部获悉,2025畜禽种业发展论坛14日在北京市平谷区举行。论坛发布了第三次全国畜禽遗传资源普查、濒危畜禽遗传资源保护成效、主要畜种分子身份证构建和遗传评估优秀种公畜等重大成果,举办了畜禽种业振兴成果展,26家单位现场推介新技术、新设备、新成果,72家单位进行专场展示。
2025-09-16 09:13
数智技术以及数智互联技术将推进青年间社会化协同与知识共享,可精准连接青年学习者,并形成跨地域的学习社群与项目协作组。总而言之,数智技术能够为青年群体参与终身学习创造良好条件,能够充分激发青年群体参与终身学习的动力,能够更好地帮助青年群体全面发展。
2025-09-16 09:12
作者:王 珩、程松泉,分别系浙江师范大学教师教育学院教授;浙江师范大学教师教育学院博士生  当前,全球教育正经历一场由人工智能技术驱动的深刻变革。唯有坚守育人初心,在伦理框架内审慎推进技术应用,才能让人工智能真正成为引领教育发展的引擎,而非解构教育本质的飓风。
2025-09-16 09:11
在合成生物学和气候变化应对领域有巨大潜力。
2025-09-16 09:11
走进展区,多款新潮文创让人爱不释手;戴上设备,苏轼笔下的诗词世界任人遨游;指尖轻点,三千年前的青铜器“触手可及”……一系列新产品、新服务、新场景在2025年中国国际服务贸易交易会文旅服务专题亮相,漫步其中,处处感受到科技与创意奔涌、文化和旅游融合的无限活力。
2025-09-15 09:54
在2025年中国国际服务贸易交易会上,一批品类丰富、兼具趣味与文化内涵的文创精品成为展会现场的“人气王”,引爆观展热潮。
2025-09-15 09:54
最大网络基础设施的建成有助于我国突破关键技术的“卡脖子”困境,形成自主可控的核心技术优势,建立起数字经济产业的第二创新生态。 (作者:戎 珂,系清华大学社会科学学院经济学研究所所长、长聘教授;田晓轩,系清华大学社会科学学院经济学研究所博士研究生)
2025-09-15 09:53
今年暑期,工厂游火爆出圈。参观名额秒空、门票收入可观、社交平台相关笔记有10多万条,工厂游俨然成了文旅界新宠。 工厂游等新型旅游业态,实现了工业与文旅的跨界融合,也为文旅经济的发展提供了新增长点。
2025-09-15 09:52
加载更多