記憶T淋巴細胞的名字源于它能夠使免疫系統獲得免疫記憶——幫助機體獲得機體內發生過的感染或接種過的疫苗的相關記憶。但是為了成為記憶T細胞,這些細胞會隨著時間的推移而退化,并逐步退出免疫步兵行列。
這個突破是在12月13日《Nature》上刊載的兩篇文章中發現的。文章的結果在免疫學界引發了一場關于記憶T細胞發育對開發疫苗的潛在影響方面的爭論。
記憶T細胞(CD8+)能夠殺死被病毒感染的或不具有自身免疫標志物的細胞。它區別于未感染的自然殺傷細胞的關鍵點在于它產生免疫的速度,記憶T細胞(CD8+)能夠在幾分鐘到幾小時內快速產生免疫。Rafi Ahmed博士作為艾莫利疫苗中心的主任以及篇論文的第一作者,他指出:他在一項新的研究解釋了T細胞(CD8+)如何做到這一點——即T細胞(CD8+)在首次感染后留下了免疫記憶基因,這些基因使它們即使在初次免疫幾年后也能夠立即做出免疫應答。
Rafi Ahmed博士說:“當它們成為記憶T細胞后,它們實際上是去分化狀態——或者說,它們返老還童了,而這也是我們都夢寐以求的。”
Ahmed和他的團隊通過追蹤記憶T細胞(CD8+)中的基因表達模式及DNA甲基化并將這些記憶T細胞(CD8+)與正常T細胞(CD8+)及效應細胞對比獲得實驗結果。
“我們可以看到,記憶T細胞(CD8+)不會忘記它們的出處。”Ahmed,這個喬治亞州研究聯盟的杰出學者繼續說道:“記憶T細胞(CD8+)CD8細胞介于正常T細胞與效應T細胞之間。”
其中一篇論文的研究對象是一種常用的病毒感染的老鼠,另一篇文章則觀察了接種了黃熱病疫苗志愿者的免疫細胞。前一篇論文的第一作者是Ben Youngblood博士,現在就職于圣裘德兒童研究醫院。
后一篇論文的第一作者是Rama S. Akondy博士,他是埃默里大學醫學院的微生物學和免疫學助理教授,他的論文實驗使用重水標記法跟蹤免疫細胞。
這項重水研究是與埃默里疫苗中心的希望診所和Marc Hellerstein的實驗室進行合作的,Marc是加州大學伯克利分校的營養科學和毒理學部的博士。
免疫學界內常在爭論,在體內可以存活幾十年的記憶T細胞是否由效應細胞產生,是否大量記憶T細胞都在免疫反應中死亡,還是它們在母細胞分化成子細胞時便凋亡了。為了解決這個問題,研究人員觀察到那些在母細胞中表達且在效應細胞中不表達的基因在記憶細胞中再次表達。l-sel膠質的基因就是個例子,L-sel是免疫細胞重回淋巴結所需的一種粘附分子。
埃默里大學的科學家發現,記憶前體細胞可通過去甲基化重新表達基因,比如l-sel膠質基因。此外,他們還發現,DNA甲基化酶可抑制記憶T細胞發育。DNA甲基化能夠通過表觀遺傳修飾從而控制基因表達。
重水標記法是科學家們常用來追蹤細胞分裂的頻率的技術;在細胞分裂過程中,氘被整合到每一個新合成的DNA或蛋白質中。重水在上世紀30年代開始就被用于臨床研究,不具有放射性。
Akondy說,他們用重水標記了接受黃熱病疫苗的志愿者的效應T細胞(CD8+),發現即使在志愿者停止使用重水標簽后,記憶細胞仍然保留著標記,這表明記憶細胞是由效應細胞分化而成的。研究人員發現,疫苗接種后的兩周內,獲得免疫的記憶T細胞分裂廣泛,且在那之后幾乎不再分裂。
效應T細胞(CD8+)能夠產生大量具有殺傷作用的顆粒酶B和穿孔素。科學家們觀察到,在人類體內長期存活的記憶T細胞(CD8+)內不存在顆粒酶B和穿孔素,但并不意味著這些細胞內的相關基因完全不表達,事實上,這些基因隨時準備表達。
Akondy說:“我們認為,記憶T細胞(CD8+)通過效應期的轉化保留其“表觀遺傳特性”。“效應基因保持未甲基化的狀態,并準備重新激活。”
Ahmed表示,以上研究不僅證實了記憶T細胞(CD8+)的產生,研究也表明,作為艾滋病病毒的主要宿主的記憶T細胞(CD4+)可能參與其中。他認為,了解CD4 T細胞的再激活途徑或許能夠幫助消除體內的艾滋病病毒。
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