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研究揭示了“非专业”细胞如何触发免疫反应

蠕虫细胞感知新陈代谢的变化,从而激活对病原体的防御措施

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  • 马里奥·阿奎莱拉

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蠕虫嘌呤代谢的改变显示触发免疫反应没有病原体感染。在突变的蠕虫肠道(中间和右边)中通过绿色荧光显示免疫反应,而在对照组蠕虫(左边)中没有。

在COVID-19大流行带来的巨大影响下,科学家们正在密切关注微生物感染以及生命形式如何抵御病原体的攻击。

由加州大学圣地亚哥分校的科学家领导的研究,对生物体如何感知感染的复杂动力学有了新的认识。

加州大学圣地亚哥分校助理项目科学家Eillen Tecle在Emily Troemel教授的实验室(生物科学部)领导了一项研究,重点是当病原体攻击时,不属于传统免疫系统的细胞如何应对感染。科学家们对所谓的“专业”免疫细胞进行了广泛的研究,这些细胞是防御专家。对于“非专业”组织如何处理此类威胁,我们所知甚少。

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加州大学圣地亚哥分校教授Emily Troemel(左)和助理项目科学家Eillen Tecle。

Tecle、Troemel和他们在宾夕法尼亚州立大学的同事们把研究重点放在蛔虫上(秀丽隐杆线虫),这些动物缺乏专门的免疫细胞,以帮助破译这种动态的细节。

所述在杂志中PLOS病原体研究人员对受到病毒和微孢子虫攻击的蛔虫进行了实验,这些病毒和微孢子虫是蠕虫和人类的天然病原体。结果表明,蛔虫可能会感知到新陈代谢的变化,以释放保护性防御,即使它们没有直接感知到病原体的入侵。

在他们的研究中,研究人员研究了当病毒和微孢子虫等病原体从宿主体内窃取关键化合物时,宿主会如何反应秀丽隐杆线虫细胞被称为核苷酸。像这样的病原体需要从宿主那里窃取这些成分才能生存。这项研究的结果集中在与被称为嘌呤核苷酸的化合物分解相关的生物途径上。这种嘌呤代谢途径是细胞感知变化能力的关键,是诱导免疫反应的一种方式。

Tecle说:“我们假设,宿主有办法在活动过程中监视细胞内发生的事情。”“我们的研究结果表明,宿主已经发展出了感知的方式偷窃嘌呤代谢物。似乎当这些关键的细胞组成部分被病原体偷走时,宿主就会感觉到这种失窃,从而对病原体产生免疫反应。”

这项研究可能会揭示为什么与嘌呤相关的化合物突变被发现是许多人类疾病的基础,包括损害免疫系统的腺苷脱氨酶缺乏症,以及涉及神经和行为异常的Lesch-Nyhan综合征。虽然这些突变会导致人类的各种疾病,但它们可能会持续存在于人类群体中,以提供一些预防感染的保护,例如在病毒大流行期间。

Troemel说:“特别是在COVID-19大流行的背景下,我们继续研究许多不同系统中的这些免疫问题,以建立新的工具,以便我们能够学习如何预防和治疗感染,这非常重要。”

作者包括:eilen Tecle, Crystal chan, Latisha Franklin, Ryan Underwood, Wendy Hanna-Rose和Emily Troemel。

本研究由美国国立卫生研究院支持(R01 AG052622和GM114139)。该研究包括加州大学圣地亚哥分校IGM基因组学中心使用Illumina NovaSeq 6000生成的数据。部分菌株由CGC提供。Tecle是圣地亚哥机构研究和学术生涯发展奖的研究员,这是国家卫生研究院/国家普通医学科学研究所赞助的项目。

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