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破解幾十年謎題!Science顛覆認知:免疫系統(tǒng)中的“壞抗體”有大用途

閱讀:1120      發(fā)布時間:2018-4-18
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導讀

4月13日,發(fā)表在期刊Science雜志上的成果又顛覆了關于免疫系統(tǒng)的一個認知。來自澳大利亞的一個科學家小組證實,一種曾經被人們認為無用的、甚至有害的抗體其實有著非常重要的用途!這一發(fā)現(xiàn)將為開發(fā)HIV疫苗開辟新的道路。

圖片來源:Science(DOI: 10.1126/science.aao3859)

 

在題為“Germinal center antibody mutation trajectories are determined by rapid self/foreign discrimination”的這篇論文中,悉尼Garvan醫(yī)學研究所的科學家們發(fā)現(xiàn),免疫系統(tǒng)中的一類“壞抗體”能夠為對抗入侵微生物提供至關重要的保護。

 

之所以被稱為“壞抗體”,是因為這類抗體會對機體自身組織產生反應,并可能會導致自身免疫性疾病。由于這個原因,人們一度認為它們長期處于不活躍的狀態(tài)。

 

然而這項新研究表明,當機體面臨其他抗體不能解決的疾病威脅時,這類“壞抗體”會經歷一個快速的“救贖”(redemption,從“壞”變“好”)過程。經過“救贖”的壞抗體不再對機體自身產生威脅,反而成了對抗疾病的強大武器,尤其是針對那些通過將自己偽裝成正常組織來躲避免疫系統(tǒng)攻擊的疾病。

 

“壞抗體”藏在沉默的B細胞中

 

彎曲桿菌(Campylobacter)、HIV等是讓免疫系統(tǒng)zui“頭疼”的目標,因為它們已經進化到幾乎和機體自身的分子一樣。為了了解免疫系統(tǒng)是如何識別這些“披著羊皮的狼”的,科學家們關注了血液中一支神秘的免疫細胞大軍。這支沉默的細胞jun隊包含了數(shù)百萬被稱為B細胞(這類細胞可產生對抗疾病的抗體)的免疫細胞。不過,不同于其他B細胞,這支B細胞jun隊對機體構成了威脅。因為,正是它們負責產生前文提到的“壞抗體”。也正是由于這個原因,它們長期處于沉默狀態(tài)(無效能狀態(tài))。

 

這篇新論文的共同通訊作者Chris Goodnow教授在30年前就發(fā)現(xiàn)了這些沉默的細胞,并從那時起,一直致力于研究它們的功能。“我對這些細胞的zui大疑惑是,它們?yōu)楹未嬖?,并且?shù)量如此之多?為什么機體要保留這些細胞,而不是*摧毀它們呢?”他說。

 

這項新成果似乎回答了這些問題。論文的*作者Deborah Burnett博士說:“我們發(fā)現(xiàn),這些沉默的細胞確實有著非常重要的用途:為對抗入侵者提供武器。

 

 

Credit: CC0 Public Domain

 

3個微小的DNA改變讓抗體“由壞變好”

 

研究中,借助復雜的臨床前小鼠模型,科學家們發(fā)現(xiàn),當遭遇與自體組成高度相似的入侵者時,這些沉默的細胞會產生抗體。zui重要的是,在這些細胞發(fā)動攻擊之前,它們產生的抗體會首先通過對其DNA序列的微小改變來實現(xiàn)“救贖”。這一“救贖”過程不僅會使得“壞抗體”不再攻擊“自己”(self),還會讓它們快速變成對抗外來入侵者的有力武器。

 

在測試的模型系統(tǒng)中,僅3個DNA變化就能讓抗體“由壞變好”。其中,*個改變阻止了抗體與“自己”的結合,另外2個改變增加了抗體特異性結合入侵者的能力。研究還發(fā)現(xiàn),這些“變好”的抗體恰好匹配存在于外來分子上的、一個納米級的“酒窩”(dimple),但這個結構在自身分子上并不存在。

 

破解了困擾科學家們幾十年的謎題

 

這些發(fā)現(xiàn)似乎破解了困擾科學家們幾十年的一個謎題,即,免疫系統(tǒng)究竟是如何做到在攻擊“與機體自身分子幾乎*相同的入侵微生物”的同時,又不對機體自身發(fā)動攻擊的?

 

論文的共同通訊作者Daniel Christ教授說:“這項研究讓我們踏上了一段激動人心的旅程。我們不僅發(fā)現(xiàn)了一種新的免疫力,還準確確認了壞抗體是如何變好的。” 作者們希望,未來,研究人員不會再忽視這群沉默的B細胞。

 

“我們曾經認為,這些有害抗體是被丟棄的,就像垃圾桶中的‘壞蘋果’,沒有人知道這些‘壞抗體’也可以變好。新研究將從根本上改變人們對免疫系統(tǒng)如何保護機體的認識。而這種新的認識意味著,‘壞抗體’將成為開發(fā)HIV和其他疾病疫苗的、非常有價值的資源。” Goodnow教授總結道。

責編:風鈴

 

參考資料:

 

Bad antibodies made good: The immune system's secret weapon uncovered

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