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研究描述了触发靶向免疫反应的新分子工具

导读俄克拉荷马大学的一个研究小组在《高级科学》杂志上发表了一项研究,该研究提出了一种触发适应性免疫反应的新方法。该研究由Gallogly工程学...

俄克拉荷马大学的一个研究小组在《高级科学》杂志上发表了一项研究,该研究提出了一种触发适应性免疫反应的新方法。

该研究由Gallogly工程学院的Peggy和CharlesStephenson生物医学工程助理教授HandanAcar博士与OU健康科学中心微生物学和免疫学系的合作者MarkLang博士领导。D.和SusanKovats博士,他也是俄克拉荷马州医学研究基金会的研究员。博士生GokhanGunay是该论文的第一作者。

细胞死亡如何引起免疫反应

这听起来可能很暴力,但细胞死亡是一个重要的生物学过程。当细胞处于压力之下并且它们的膜被损坏时,就会发生免疫原性细胞死亡。除了病原体——微小的致病生物——先天免疫对科学家所谓的“损伤相关分子模式”或DAMP有反应。这些所谓的“危险分子”从压力或垂死的细胞中释放出来,以提醒身体注意即将发生的危险。当处于压力之下时,细胞会诱导DAMPs危险信号,以提醒免疫系统注意身体中正在经历压力的位置。

“细胞膜损伤可能是意外的,因为像切割或烧伤这样的物理力或由于病毒或细菌而编程,这种损伤会导致DAMP释放,”Acar说。“例如,如果细胞中发生感染,病原体可能会利用细胞中的资源并驱动其压力并减缓死亡。压力细胞向免疫系统释放信号,这也会引发程序性细胞死亡。取决于伤害量和危险信号发出的持续时间,免疫反应就会增加。”

有两种免疫反应,先天性和适应性。先天免疫为起源于体外的病毒或细菌提供初步保护,但它不是特异性的。通过这种DAMP反应过程,先天免疫系统吸收病原体并教导细胞获得适应性免疫。换句话说,适应性免疫来自于身体随着时间的推移而学习并产生针对这些病原体的抗体。

Acar的研究小组想知道如何使细胞受到足够的压力,以释放触发先天免疫的损伤信号,从而与适应性免疫反应进行对话,从而以类似于接种疫苗时发生的方式教导免疫细胞。

开发一种触发免疫反应的机械工具

研究小组应用了先前研究中提出的方法框架来创建分子,这些分子可以整合到细胞中,聚集并在其膜上引起足够的压力,以释放将免疫细胞募集到其位置的信号。

通过创造一种可以有意触发免疫原性细胞死亡的分子并施用一小部分病原体,他们正在刺激一个过程,以教导免疫系统如何对特定细菌或病原体做出反应,研究人员认为这可能具有不可思议的治疗潜力应用程序。

“作为工程师,我们为医生和临床科学家提供工具,以创造治疗方法、改进诊断方法或以其他方式改善患者护理,”Acar说。“我们正在创造的肽是一种机械工具-分子刀-不是特定于蛋白质的,因此它们对所有细胞都有效,产生这种免疫原性细胞死亡和DAMP释放。这些工具可用于免疫学以更可控的方式了解DAMP在先天性和适应性免疫中的作用。”

Acar解释说,治疗性抗体通过“标记”受感染的细胞以使其被强大的免疫细胞破坏,从而引发更强的免疫反应,而保护性抗体识别病毒或病原体,将其覆盖并防止其感染其他细胞。

“一般来说,疫苗和佐剂会产生保护性抗体,但不能产生治疗性抗体,”她说。“保护身体很好,但如果我们接触到大量病毒,它们可能还不够。那么,我们需要治疗性抗体。”

当用流感病毒的蛋白质测试这一过程时,研究人员发现,在一次注射和一次加强注射后的75天后,保护性和治疗性抗体——可以标记受感染的细胞以清除免疫细胞——增加了15倍。

“目前可用的大多数佐剂都不能产生这种水平的治疗性抗体,”Acar说。“同样令人兴奋的是,由于肽非常小,它不会产生任何针对它的抗体,因此我们可以一次又一次地将这种方法用于不同的病毒。这种肽具有巨大的潜力,可用于癌症免疫疗法或疫苗应用。”

现在,研究小组正在寻求更好地了解这一过程在对抗黑色素瘤、胰腺癌和乳腺癌细胞中的应用,希望模拟反应,这些反应表明可能有多种途径可以从他们的方法中获得积极的结果。

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