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反复干扰素刺激产生先天免疫记忆

通过反复接触抗病毒信号分子,可以训练先天免疫系统以更有效地对病毒感染作出反应。

根据北海道大学助理教授Rui Kamada和博士进行的一项研究,哺乳动物细胞似乎能够在DNA包装分子的水平上记忆抗病毒刺激,从而能够在随后的刺激中更快,更激活地激活抗病毒基因。国立卫生研究院的Keiko Ozato。Kamada解释说:“这是第一次显示适应性免疫系统在基因调控中表现出记忆,并且涉及DNA与变体包装蛋白的结合。”

脊椎动物有两个系统帮助他们抵御感染。已知适应性免疫系统“学习”并“记住”感染剂的形状。这是疫苗通过将身体引入病原体结构而用于赋予免疫力的系统。免疫系统的老部分,即先天免疫系统,具有多种功能。例如,它会引起炎症症状,使身体能够清除入侵或受损的细胞。该系统的另一个重要功能是由干扰素介导,这些信号分子在细胞被病毒感染时释放,诱导其邻居产生抗病毒防御。然而,通常认为先天免疫系统对先前感染没有任何记忆。

在发表在美国国家科学院院刊上的研究中,Kamada和她的研究小组将来自小鼠胚胎的成纤维细胞(这种研究的典型细胞模型)反复暴露于干扰素。“令我们惊讶的是,我们发现,对于大约1,000个基因,对第二次暴露的反应明显更快且大于第一次暴露。另外1,000个基因对第二次干扰素刺激没有显示出不同的反应,或者不再激活,“卡马达教授说。基于这些数据,研究人员推断,先天免疫系统中存在特定的记忆。

逐步排除其他可能性使研究人员能够证明这种记忆的原因是DNA包装分子的使用发生了变化。DNA被包裹在称为组蛋白的蛋白质周围,各种组蛋白及其修饰决定了是否可以快速获取某一段DNA。在第一次接触干扰素后,成纤维细胞交换了大约1000个上调基因所围绕的组蛋白类型,使这些基因更快被激活。该小组表明,即使通过多次细胞分裂,这种修饰也是保守的。

先前有一些迹象表明先天免疫系统可能会导致一些免疫记忆。然而,这项研究首次为训练有素的先天免疫反应提供了明确的机制解释,即组蛋白DNA包装的变化。

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