揭示免疫細(xì)胞之外的抗病毒免疫反應(yīng)

在《自然》雜志的一篇論文中，CeMM的研究人員報(bào)告了結(jié)構(gòu)細(xì)胞的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄調(diào)控。他們發(fā)現(xiàn)免疫基因廣泛活躍，這表明結(jié)構(gòu)細(xì)胞深度參與了人體對(duì)病原體的反應(yīng)。此外，這項(xiàng)研究還揭示了一種表觀遺傳潛力，它可以預(yù)先編程結(jié)構(gòu)細(xì)胞，使其參與到對(duì)抗病原體的免疫反應(yīng)中。這些發(fā)現(xiàn)突出了免疫系統(tǒng)中一個(gè)未被重視的部分，并為研究和未來的治療開辟了一個(gè)令人興奮的領(lǐng)域。

免疫系統(tǒng)保護(hù)我們的身體免受病毒、細(xì)菌和其他病原體的持續(xù)攻擊。這種保護(hù)大部分是由造血免疫細(xì)胞提供的，這些細(xì)胞來自骨髓，專門對(duì)抗病原體。它們包括清除病原體的巨噬細(xì)胞；T細(xì)胞殺死感染的病毒產(chǎn)生細(xì)胞；B細(xì)胞產(chǎn)生中和病原體的抗體。然而，免疫功能并不局限于這些"專家"，還有更多類型的細(xì)胞能夠感知自己何時(shí)受到感染，并參與對(duì)抗病原體的免疫反應(yīng)。

結(jié)構(gòu)細(xì)胞是人體的基本組成部分，在塑造組織和器官的結(jié)構(gòu)方面起著重要的作用。最值得注意的是，上皮細(xì)胞構(gòu)成皮膚表面，同時(shí)也將組織和器官彼此分離；內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋在所有血管的內(nèi)部；成纖維細(xì)胞提供結(jié)締組織，使組織和器官保持形狀。盡管結(jié)構(gòu)細(xì)胞在自身免疫性疾病(如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和炎癥性腸病)和癌癥中發(fā)揮著公認(rèn)的作用，但它們通常被認(rèn)為是簡單而無趣的機(jī)體組成部分。在他們的新研究中，Christoph Bock實(shí)驗(yàn)室的Thomas Krausgruber， Nikolaus Fortelny和他們的同事們通過對(duì)體內(nèi)結(jié)構(gòu)細(xì)胞的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄調(diào)控進(jìn)行系統(tǒng)的、全基因組的分析，集中闡明了結(jié)構(gòu)細(xì)胞在免疫調(diào)節(jié)中的作用。

為此，CeMM的研究人員利用高通量測序技術(shù)(RNA-seq， ATAC-seq， ChIPmentation)對(duì)健康小鼠12個(gè)器官的三種結(jié)構(gòu)細(xì)胞(上皮細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞，成纖維細(xì)胞)進(jìn)行測序，建立了結(jié)構(gòu)細(xì)胞免疫基因活性的全面目錄。這個(gè)數(shù)據(jù)集揭示了結(jié)構(gòu)細(xì)胞中廣泛表達(dá)的免疫基因，以及高度細(xì)胞類型特異性和器官特異性的基因調(diào)控模式。生物信息學(xué)分析檢測了控制結(jié)構(gòu)細(xì)胞和造血免疫細(xì)胞之間復(fù)雜相互作用網(wǎng)絡(luò)的基因，揭示了結(jié)構(gòu)細(xì)胞參與對(duì)病原體反應(yīng)的潛在機(jī)制。

有趣的是，許多免疫基因顯示了通常與高基因表達(dá)相關(guān)的表觀遺傳特征，而從健康小鼠獲得的結(jié)構(gòu)細(xì)胞中觀察到的表達(dá)低于基于其表觀遺傳特征的預(yù)期表達(dá)水平。因此，CeMM的研究人員假設(shè)，這些基因在表觀遺傳學(xué)上被預(yù)先編程，當(dāng)需要它們的活性時(shí)(例如對(duì)病原體的反應(yīng))，它們就會(huì)快速上調(diào)。為了驗(yàn)證這一假設(shè)，他們與CeMM的Andreas Bergthaler實(shí)驗(yàn)室合作，利用他們?cè)诓《久庖邔W(xué)和感染生物學(xué)方面的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行研究。

當(dāng)老鼠被一種能引發(fā)廣泛免疫反應(yīng)的病毒(LCMV)感染時(shí)，許多表觀遺傳上準(zhǔn)備被激活的基因變得上調(diào)，并促成了結(jié)構(gòu)細(xì)胞對(duì)病毒感染反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄變化。這些結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)了一種"表觀遺傳潛力"，預(yù)先編程使其參與快速免疫反應(yīng)。作為另一項(xiàng)驗(yàn)證，研究人員通過向小鼠體內(nèi)注射細(xì)胞因子觸發(fā)了人工免疫反應(yīng)，他們確實(shí)發(fā)現(xiàn)許多相同的基因被上調(diào)。

這項(xiàng)新的研究揭示了結(jié)構(gòu)細(xì)胞中免疫基因調(diào)控的驚人復(fù)雜性。這些結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)細(xì)胞不僅是機(jī)體的基本組成部分，而且在機(jī)體抵御病原體方面起著廣泛的作用。此外，所提供的數(shù)據(jù)為理解"結(jié)構(gòu)性免疫"對(duì)免疫系統(tǒng)可能意味著什么邁出了重要的**步，它可能有助于開發(fā)針對(duì)涉及免疫系統(tǒng)的許多疾病的創(chuàng)新療法。