免疫系統(tǒng)是我們身體最復(fù)雜的部分之一。它通過清除寄生蟲、病毒或細菌、摧毀受損細胞或癌細胞來保持我們的健康。它最有趣的能力之一是它的記憶能力:在第一次接觸外來成分(科學(xué)術(shù)語稱為“抗原”)時，我們的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)需要大約兩周的時間才能做出反應(yīng)，但之后的反應(yīng)要快得多，就好像細胞“記住”了抗原一樣。但是這種記憶是如何獲得的呢?
在最近發(fā)表的一篇文章中，由Erasmus MC的Ralph Stadhouders博士和Josep Carreras白血病研究所的組長Gregoire Stik博士協(xié)調(diào)的一組研究人員使用最先進的方法提供了有關(guān)免疫記憶的新線索。
在他們發(fā)表在著名科學(xué)雜志《Science Immunology》上的研究論文中，第一作者Anne Onrust-van Schoonhoven和同事們比較了從未接觸過抗原的免疫細胞和以前接觸過抗原的細胞(記憶細胞)的反應(yīng)。他們把重點放在細胞機制的表觀遺傳控制和細胞核結(jié)構(gòu)的差異上，這兩種機制可以解釋記憶細胞的快速激活模式。
雖然一個人體內(nèi)的所有細胞都具有相同的遺傳信息，但不同的細胞類型可以接觸到DNA的不同部分。“表觀遺傳學(xué)”一詞包含了動態(tài)控制這種通路的機制。研究小組的結(jié)果揭示了記憶細胞中的一種特殊的表觀遺傳特征，與原始細胞相比，導(dǎo)致一組關(guān)鍵基因的快速激活。這些基因更容易被細胞機制獲取，尤其是被稱為AP-1的轉(zhuǎn)錄因子家族。把它放在一個競賽的背景下:自從細胞第一次接觸抗原以來，這些基因就一直在熱身。
然而，這種表觀遺傳特征只是冰山一角。眾所周知，DNA在細胞核中的位置不是隨機的，它反映了細胞的激活狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，確實，細胞核中DNA的3D分布在幼稚和記憶免疫細胞之間是不同的。早期免疫反應(yīng)的關(guān)鍵基因被組合在一起，受到稱為增強子的相同調(diào)控區(qū)域的影響。與賽跑的比喻一致，基因不僅在熱身，而且在起跑線上聚集在一起。
盡管大多數(shù)研究都集中在健康細胞上，但科學(xué)團隊想知道，發(fā)現(xiàn)的任何機制，如果被改變，是否可以解釋免疫系統(tǒng)起重要作用的實際疾病。為了解決這個問題，他們分析了慢性哮喘患者的免疫細胞，發(fā)現(xiàn)被認為是早期和強烈免疫反應(yīng)關(guān)鍵的回路被過度激活。
免疫系統(tǒng)的表觀遺傳控制是一個蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域，Stik博士及其同事的發(fā)現(xiàn)為下一代的表觀遺傳藥物和治療奠定了基礎(chǔ)，這些藥物和治療針對的是自身免疫性疾病和癌癥。
3D chromatin reprogramming primes human memory TH2 cells for rapid recall and pathogenic dysfunction
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