Immunity:華人教授鑑定免疫應答調控兩關鍵基因

2020-12-05 生物谷

生物谷報導:美國Weill康奈爾醫學院的一個研究組鑑定出兩個基因對產生一種免疫系統細胞激素IL-10(白介素-10)至關重要。研究的結果發表在12月的Immunity雜誌上。這項研究的首席研究人員是華人科學家馬小京教授。參與這項研究的還有Weill康奈爾的劉建國(Jianguo Liu,音譯)博士、Elain Y. Chung。
 
這一發現填補了與從紅斑狼瘡和I型糖尿病到癌症和愛滋病的一系列疾病相關的一個生物化學途徑的一個重要的「迷失鏈條」。
 
IL-10是一種重要的抗炎性細胞因子,近年發現在樹突狀細胞的免疫調控中具有重要作用.IL-10可抑制樹突狀細胞的成熟及產生IL-12,有助於樹突狀細胞誘導Th2反應.內源性或外源性IL-10在樹突狀細胞誘導無能/調節T細胞中具有重要作用。
 
馬教授解釋說,IL-10的產生必須保持一種非常精細的平衡才能有利於健康。IL-10水平太高會使身體更易受病毒和癌症等的攻擊,並且容易導致自身免疫疾病的發生。但是,如果這種技術的量太少則會導致炎症病原物逃走。因此,對IL-10調節系統的了解會讓我們進一步了解這些疾病並更好地治療這些疾病。
 
每一秒,身體中數百萬的細胞都在發生著天然的程序性細胞死亡,即細胞凋亡。在健康的個體中,這些將死或已死的細胞被做上記號,然後被免疫系統的清道夫細胞(例如巨噬細胞,生物谷注)快速消化和移除。但是,為了預防這種類型的清理引發更廣泛的免疫應答,巨噬細胞會在凋亡細胞存在時會表達IL-10。IL-10能夠抑制免疫系統T細胞的活性。
 
之前的研究已經證明巨噬細胞表面上一個叫做CD36的蛋白質受體對巨噬細胞識別凋亡細胞非常重要。在這項新的研究中,研究人員發現CD36還能夠有助於觸發凋亡細胞周圍IL-10的製造。
 
研究然後由進一步提出了一個更深入的問題:到底是什麼信號導致在CD36存在時製造IL-10?為了找出答案,這個研究組首先讓巨噬細胞接觸凋亡細胞。然後,他們利用靈敏的分析方法查看CD36活化下遊發生的關鍵生化變化。
 
最終,他們發現了細胞核中與IL-10製造關鍵位點相結合的蛋白質。然後,研究組又順藤摸瓜鑑定出了兩個負責編碼這些蛋白質轉錄本的基因。這兩個分別叫做Pbx-1(pre-B transcription factor1)和Prep-1(Pbx-regulating protein1)的基因對研究人員來說相當熟悉。之前已經知道它們在胚胎發育和多種類型的白細胞中起到重要作用,並且Pbx在造血過程中起到關鍵作用。
 
馬教授表示,他們目前還沒有確定出Pbx-1和Prep-1到底是如何調節IL-10轉錄的。但是,他希望他們的這項研究能夠為免疫學家發現全新的生化途徑開闢一條新的道路。這項研究的發現也揭示出了有關異常的IL-10表達如何導致疾病的新信息。
白介素是由多種細胞產生並作用於多種細胞的一類細胞因子。由於最初是由白細胞產生又在白細胞間發揮作用,所以由此得名,現仍一直沿用。
 
1979年,研究人員在淋巴細胞活素及巨噬細胞因子(monoki-ne)中,發現並提純了一種為白細胞間[殺菌]素的因子。最初測定的為 IL1和IL2。IL1屬於monokine,以前曾以淋巴細胞活化因子(lymphocyte activating factor)。細胞促進蛋白質(mitogenic protein)以及B細胞活化因子(B cell-activating factor)等七種名稱稱之。而IL2屬於淋巴細胞活素,以前曾以胸腺細胞刺激因子(thymocyte stimulating factor)、 T細胞生長因子(T cell growth factor)等六種名稱稱之。目前發現了29個白細胞介素,分別命名為IL-1---IL29.功能複雜,成網絡,複雜重疊。

生物谷推薦原始出處:

Immunity, Vol 27, 952-964, 21 December 2007

Article

Interleukin-10 Expression in Macrophages during Phagocytosis of Apoptotic Cells Is Mediated by Homeodomain Proteins Pbx1 and Prep-1

Elaine Y. Chung,1,4,6 Jianguo Liu,1,6 Yoichiro Homma,1 Yunhua Zhang,1 Andrea Brendolan,2 Matilde Saggese,2 Jihong Han,3 Roy Silverstein,5 Licia Selleri,2 and Xiaojing Ma1,4,6,

1 Department of Microbiology and Immunology, Medical College of Cornell University, New York, NY 10065, USA
2 Department of Cell and Developmental Biology, Medical College of Cornell University, New York, NY 10065, USA
3 Department of Pathology and Laboratory Medicine Weill, Medical College of Cornell University, New York, NY 10065, USA
4 Graduate Program in Immunology and Microbial Pathogenesis, Weill Graduate School of Medical Sciences, Cornell University, 1300 York Avenue, New York, NY 10021, USA
5 Department of Cell Biology, Lerner Research Institute, Cleveland Clinic Foundation, Cleveland, OH 44195, USA

Corresponding author
Xiaojing Ma
xim2002@med.cornell.edu

Summary
Production of interleukin (IL)-10, a major immunoregulatory cytokine, by phagocytes during clearance of apoptotic cells is critical to ensuring cellular homeostasis and suppression of autoimmunity. Little is known about the regulatory mechanisms in this fundamental process. We report that IL-10 production stimulated by apoptotic cells was regulated at the point of transcription in a manner dependent on p38 mitogen-activated protein kinase, partially on the scavenger receptor CD36, and required cell-cell contact but not phagocytosis. By using a reporter assay, we mapped the apoptotic-cell-response element (ACRE) in the human IL10 promoter and provide biochemical and physiological evidence that ACRE mediates the transcriptional activation of IL10 by pre-B cell leukemia transcription factor-1b and another Hox cofactor Pbx-regulating protein 1 in response to apoptotic cells. This study establishes a role of two developmentally critical factors (Pbx1 and Prep-1) in the regulation of homeostasis in the immune system.


小知識:
 
細胞凋亡與細胞程序性死亡的異同

從嚴格的詞學意義上來說,細胞程序性死亡與細胞凋亡是有很大區別的。細胞程序性死亡的概念是1956 年提出的,PCD 是個功能性概念,描述在一個多細胞生物體中某些細胞死亡是個體發育中的一個預定的、並受到嚴格程序控制的正常組成部分。例如蝌蚪變成青蛙,其變態過程中尾部的消失伴隨大量細胞死亡,高等哺乳類動物指間蹼的消失、顎融合、視網膜發育以及免疫系統的正常發育都必須有細胞死亡的參與。
 
這些形形色色的在機體發育過程中出現的細胞死亡有一個共同特徵:即散在的、逐個地從正常組織中死亡和消失,機體無炎症反應,而且對整個機體的發育是有利和必須的。因此認為動物發育過程中存在的細胞程序性死亡是一個發育學概念,而細胞凋亡則是一個形態學的概念,描述一件有著一整套形態學特徵的與壞死完全不同的細胞死亡形式。但是一般認為凋亡和程序性死亡兩個概念可以交互使用,具有同等意義。

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