阿喀琉斯之踵——關鍵的免疫記憶細胞

2021-02-23 生物通

記憶的能力並不是大腦獨有的。免疫系統及其不同類型細胞擴展出來的免疫網絡,能夠回憶它們曾遇到過的病原體,以便在未來的阻擊戰中迅速地中和這些「入侵者」。

阿喀琉斯之踵(Achilles' Heel),原指阿喀琉斯的腳跟,因是其唯一一個沒有浸泡到神水的地方,是他唯一的弱點。後來在特洛伊戰爭中被人射中致命,現在一般是指致命的弱點,要害。

記憶的能力並不是大腦獨有的。免疫系統及其不同類型細胞擴展出來的免疫網絡,能夠回憶它們曾遇到過的病原體,以便在未來的阻擊戰中迅速地中和這些「入侵者」。

在過去的幾年裡,皮膚科主任Thomas Kupper博士和他的同事們一直在研究一種獨特的免疫記憶細胞,這種細胞被稱為組織原位記憶T細胞(tissue-resident memory T cell,TRM)。十多年前,布裡格姆婦女醫院(BWH)皮膚科醫學理學雙科博士,Rachael Clark發現,這些細胞存在於外周組織,如皮膚、腸道和關節,被認為是免疫系統的保護記憶的重要來源之一。對這些特殊的記憶T細胞,儘管當時缺少更多的生物學研究。但是明顯的證據顯示了,失調的TRM細胞與自身免疫性疾病,如牛皮癬、類風溼關節炎、炎症性腸道疾病相關。

為了找出TRM細胞發育的關鍵基因信號,Kupper和他的同事們(主要是博後Youdong Pan)採取了一種公正的方法:他們測量了小鼠細胞基因組中每個基因的活性水平後,發現參與脂質代謝的基因在TRM細胞中高度活躍(比其他類型的T細胞活躍20~30倍)。在這些基因中有兩個脂質吸收的關鍵介質,脂肪酸結合蛋白4和5(FABP4和FABP5)。

Kupper項目組與哈佛公共衛生學院的脂質生物學和代謝專家Gökhan Hotamisligil聯手,深入剖析了TRM細胞中FABP4和FABP5的角色特點。他們發現,這兩個基因缺陷型的TRM細胞脂質的吸收能力大打折扣。單獨缺失這兩個基因中的一個,細胞功能不受影響,猜測可能是兩個基因是高度相關的,且履行職能重疊。此外,這些FABP4和FABP5缺失TRM細胞的預防感染能力和在外周組織的生存能力明顯受損。

基於他們研究小組的最新進展,Kupper說,TRM細胞中發生的現象凸顯了,一種獨特的依存關係——將脂肪酸和其他脂質作為能源。其他類型的T細胞同樣可以代謝脂質,但是它們不能像TRM一樣,直接從環境中吸收脂質。這可能成為未來研究者們瞄準的阿喀琉斯之踵。

抑制脂質吸收的藥物會造成組織中TRM細胞的選擇性去除。而讓其他類型的T細胞保存完整。自身免疫性疾病目前的療法是相當泛泛的——同時抑制包括TRM細胞在內的許多類型的免疫細胞。療效通常短暫,很可能就是因為TRM細胞的一直存在。

Kupper說,嘗試利用TRM細胞需要脂質維持生存的弱點,對某些患自身免疫性疾病的組織,尤其是對引起組織疾病的記憶T細胞無法有效清除的案例,開展細胞特異性幹預,我們已經劃出了第一個可行的機制。

原文標題

Survival of tissue-resident memory T cells requires exogenous lipid uptake and metabolism

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