科學網—抗體IgM結構被重新確定

2020-12-05 科學網

 

在一項新的研究中，日本東京大學的研究人員通過利用計算機圖像分析和現代電子顯微鏡成像揭示了一種至關重要的稱為免疫球蛋白M（IgM）的結構，從而為未來開發出針對從癌症到神經系統疾病的一系列疾病的更加有效的藥物提供了可能性。相關研究結果發表在2018年10月10日的《科學—進展》期刊上，論文通訊作者為東京大學的Toru Miyazaki和Satoko Arai。

IgM是免疫系統的一個重要組成部分。研究人員利用IgM的人類版本和小鼠版本對天然IgM的結構進行了驗證，他們認為IgM如今應當被理解為形狀像不完整的六邊形，或者像是有楔形缺口的五邊形。「我們將不得不改寫教科書。」Miyazaki表示。

IgM是人類胎兒體內最早產生的免疫系統蛋白，並且是人一生中始終最先對病原體入侵作出反應的蛋白分子。IgM的結構於1969年首次被確定為「五角星形狀的桌子」，並於2009年更新為五面圓頂或「蘑菇形帽」。

Miyazaki說，「最初的IgM結構模型是通過低解析度顯微鏡觀察幾個IgM分子構建出來的。如今，我們有了更清晰的圖片，而且計算機能夠研究成千上萬個IgM分子。」在Miyazaki還是一名醫學博士時，他就研究了一種稱為巨噬細胞凋亡抑制因子（AIM）的不同蛋白。

由於確定了IgM的正確形狀，研究人員如今了解到沒有活性的AIM位於IgM的不完整六邊形的空隙內。IgM和AIM之間的結構關聯性意味著具有調節AIM釋放能力的藥物可能被用來開發基於AIM的疾病治療方法。當其他的分子激活免疫系統時，IgM會釋放AIM。尺寸較小的AIM蛋白在體內循環，以便清除受損的細胞和阻止疾病產生。

1999年，Miyazaki在瑞士巴塞爾免疫學研究所工作時就已鑑定出AIM。它的小尺寸意味著AIM很容易通過腎臟從體內排出並進入尿液中，因此與較大的IgM結合在一起可保護AIM在需要之前不被清除。

AIM是血液中的一種常見的分子，但是它僅在身體發病時才是有活性的。已知AIM在預防肥胖、脂肪肝疾病、肝細胞癌、多發性硬化症、真菌誘導性腹膜炎和急性腎損傷中起著重要的作用。

這種不完整的六邊形結構仍然只是對IgM結構的二維理解。Miyazaki和他的團隊將做進一步的分析，並希望儘快報導IgM的三維結構。（貢曉麗整理）

相關論文信息：DOI:10.1126/sciadv.aau1199

《中國科學報》 (2018-10-18 第6版 前沿)

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