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導(dǎo)讀 | 4月13日,發(fā)表在期刊Science雜志上的成果又顛覆了關(guān)于免疫系統(tǒng)的一個認知。來自澳大利亞的一個科學(xué)家小組證實,一種曾經(jīng)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(xué)研究所的科學(xué)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(guān)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(chǎn)生反應(yīng),并可能會導(dǎo)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(dāng)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(jīng)歷一個快速的“救贖”(redemption,從“壞”變“好”)過程。經(jīng)過“救贖”的壞抗體不再對機體自身產(chǎn)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(biāo),因為它們已經(jīng)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(xué)家們關(guān)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(chǎn)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(gòu)成了威脅。因為,正是它們負責(zé)產(chǎn)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)楹未嬖冢⑶覕?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(fù)雜的臨床前小鼠模型,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),當(dāng)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(chǎn)生抗體。zui重要的是,在這些細胞發(fā)動攻擊之前,它們產(chǎn)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(jié)合,另外2個改變增加了抗體特異性結(jié)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(jié)構(gòu)在自身分子上并不存在。
破解了困擾科學(xué)家們幾十年的謎題
這些發(fā)現(xiàn)似乎破解了困擾科學(xué)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(zhǔn)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(jīng)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?nèi)藗儗γ庖呦到y(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(jié)道。
責(zé)編:風(fēng)鈴
參考資料:
Bad antibodies made good: The immune system's secret weapon uncovered